Cu/TiO2光催化智能纺织品在水果储存环境中同步去除挥发性有机物与大肠杆菌的应用研究

《Food Bioscience》：TiO 2-Copper on smart textiles in a prototype plug flow reactor for enhanced photocatalytic removal of contaminants in fruit storage environments

本文系统探讨了Cu/TiO2发光纺织品在连续流反应器中对气相乙醛酸酯（EA）和大肠杆菌（E. coli）的协同去除效能。研究揭示了污染物共存时EA降解率（70.9%→48.8%）与细菌灭活活性（1.9→2.14 Log CFU）的拮抗-增强效应，并验证低流速、低湿度和UV光照对光催化反应的促进作用，为食品工业空气净化提供了新策略。

　　

研究亮点

处理污染物

本研究聚焦食品工业室内空气中常见的乙醛酸酯（EA; C₄H₈O₂）和大肠杆菌（E. coli）的光催化去除。实验菌株E. coli DSM（10198–0307–001）购自德国微生物菌种保藏中心，EA试剂由ACROS Organics提供。

初始浓度对EA去除的影响

在光催化降解EA的参数研究中，首先评估了四种入口浓度（5、10、15和20 mg/m³）的影响。保持空气流速（1 m³/h）和相对湿度（干燥空气，5% RH）恒定时，发现随着EA浓度升高，去除效率（RE%）和二氧化碳选择性均呈现下降趋势。有趣的是，RE%和CO₂生成率反而从53%提升至71%，暗示低浓度条件下催化剂活性位点利用率更优。

结论

本研究证实了TiO₂固定于铜丝的光纤纺织品在EA去除方面表现卓越：在入口浓度5 mg/m³、空气流速1 m³/h条件下，可实现70.9%的EA去除率和53.4%的CO₂选择性。浓度实验表明，降低入口浓度能增加活性位点可及性，从而提升去除效率。此外，Cu/TiO₂发光纺织品展现出同步降解VOCs和灭活微生物的双重潜力，其机制主要归因于光生自由基（H₂O₂、·OH和O₂·^-）引发的氧化损伤。