生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO2复合材料的协同抗菌性能与机制研究

本文针对传统光催化材料可见光利用率低、载流子复合率高及抗菌性能有限等问题，创新性地将无机抗菌纳米材料（CuSe NPs）、上转换发光TiO2与生物质多孔材料（CaCO3）复合，通过低温脱脂-水热法构建多机制协同的高效抗菌体系。实验表明，该复合材料在模拟太阳光下对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）的抗菌率分别达100%和99.2%，其异质结结构有效促进光生载流子分离并爆发性产生活性氧（ROS），为开发高效环保抗菌材料提供新思路。

　　

亮点

生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO₂复合材料的表征

通过X射线衍射（XRD）对JR05、全光谱响应TiO₂光催化纳米材料及牡蛎壳-蛋壳负载CuSe抗菌纳米颗粒掺杂全光谱TiO₂复合材料的物相组成进行分析。图中展示了JR05、JR05/(CaY)F₂:Tm³⁺,Yb³⁺、21-T/11-OEC、11-T/11-OEC和12-T/11-OEC的XRD图谱。可见所有样品的衍射峰均尖锐清晰，表明所制备材料结晶度良好，为后续光催化与抗菌性能研究奠定结构基础。

结论

总而言之，本研究通过水热与煅烧工艺成功制备了生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO₂复合材料，并系统揭示了其协同抗菌机制。复合纳米材料的光吸收范围显著拓宽至可见光与近红外区，通过异质结效应实现光生载流子的高效分离，共同促发活性氧（ROS）的爆发式生成，从而在300 W氙灯照射下展现卓越的协同抗菌活性。该研究为设计高效、环境友好的多功能抗菌材料提供了新策略。