中国环境科学

作者：张佳丽, 赵璐瑶, 石浩柯, 李彦鹏

单位：1. 长安大学水利与环境学院, 陕西 西安 710054;2. 长安大学, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 陕西 西安 710054

关键词：光催化,大肠杆菌,灭活机制,抗菌性能

基金：国家重点研发计划(2023YFC3708203);西安市科技局社会发展科技创新示范项目(24SFSF0007)

从光催化剂构效关系与细菌响应机制双重视角,探讨了Ag掺杂比例调控对CoP/CNx复合光催化剂抗菌性能的影响.采用光沉积法构建Ag/CoP/CNx复合材料,采用X射线衍射、透射电子显微镜及紫外可见漫反射光谱等手段对其晶体结构、形貌与光学性能进行系统表征.结果表明,Ag的引入增强了光生载流子分离效率,从而提高了光催化活性.当Ag掺杂质量分数为2%,大肠杆菌初始浓度为104CFU/mL时,催化剂于20min内可实现大肠杆菌的完全灭活.在4次循环实验中,其杀菌率仍保持在100%、99.99%、98.60%和97.51%,显示出优异的稳定性.自由基猝灭实验表明,空穴(h+)为主导活性物种,超氧自由基(×O2-)为次要活性物种,加入捕获剂后灭菌率分别下降至71.9%和23.7%. 同时,K+释放浓度由2.64mg/L升至5.47mg/L (CoP/CNx)和7.30mg/L (Ag-CoP/CNx).扫描电镜与傅里叶变换红外光谱分析表明,空穴和超氧自由基破坏细胞膜结构,导致胞内物质泄漏并进一步穿透细胞,引发DNA与蛋白质等生物大分子的氧化损伤.研究结果为Ag基纳米复合光催化剂在污水处理与环境消毒等领域的应用提供理论基础与技术支 持.

来源：2025年第11期

《中国环境科学》期刊编辑部

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