Development of ZnO matrix composites has been restricted by expansion of light response range and facile preparation method. Inspired by nature, in this project, we will use abundant and cheap biomass as resource, copy their intrinsic hierarchical and fine structure, and combine ZnO with various non-metal elements, transition metals/metal oxides, and narrow-band semiconductors, via. immersion or hydrothermal method, to fabricate hierarchical ZnO matrix composites with visible-light photocatalytic and antibacterial activity. We are intended to determine the relation between the bio-templates and the composites. Many properties of the latter will be included, such as the structure, morphology, component, and activity of environmental remediation. Further, we will also try to illuminate the mechanism of visible-light photocatalytic and antibacterial action of the composites. In summary, this project will practically consolidate the theoretical and scientific basis for the fabrication of the new, efficient and stable hierarchical ZnO matrix composites; more importantly, it will also scientifically provide a new idea for solution to pollution problem, suggesting the important scientific and practical significance.
“光响应范围的拓展”和“简便易行的制备方法”,是制约ZnO基复合材料发展的瓶颈。受自然界启发,本项目拟通过利用丰富廉价的生物质资源,基于浸渍法或水热法,复制其自身分级精细结构,将多种非金属元素、过渡金属及其氧化物、窄带隙半导体材料与ZnO融为一体,制备多种兼具可见光催化和抗菌活性的分级结构ZnO基复合材料。旨在揭示生物模板与分级型复合材料的结构、形貌、组分、可见光催化及抗菌活性之间的关系,并进一步阐明其可见光催化和抗菌的作用机理。本项目的研究,不仅在实践上为新型高效稳定的ZnO基分级复合材料的研制夯实理论基础和科学依据,同时更为重要的是还将从科学层面为解决生态环境污染难题提供新思路,具有重要的科学和实践意义。
ZnO基复合材料的发展受到光源和制备方法的制约。本项目利用丰富廉价的生物资源,基于浸渍法或水热法,将多种非金属元素、过渡金属及其氧化物、窄带隙半导体材料与ZnO融为一体,制备出多种分级结构ZnO基可见光催化剂和抗菌剂。目前取得的主要成果如下:.1. 利用海带、杨树叶片、多巴胺、纳米晶纤维素、丝瓜纤维、微球藻等生物体或生物分子成功制备出多种分级结构ZnO基复合材料。.2. 制备所得的ZnO基复合材料在紫外、可见光催化下对罗丹明B 具有较强的光催化活性。.3. 深入探索了分级结构与光催化活性之间的内在关系。.4. 深入研究了ZnO基复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制活性。.5. 为揭示ZnO的抗菌机制,充分利用流式细胞术、荧光定量PCR技术研究了菌体的电生理、氧化应激反应基因的变化情况。. 本项目不仅在实践上为新型ZnO基光催化剂和抗菌剂的制备奠定了坚实的理论基础,而且还将从科学层面为解决生态环境污染难题提供新思路,具有重要的实践和科学意义。目前,正式发表SCI论文6篇,接收SCI论文1篇,培养硕士研究生1名。
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数据更新时间:2023-05-31
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