PVA /PDA@g?C3N4 Composite Nanofiber Membranes for Enhanced Photocatalytic Bacteriostasis and Degradation

PVA/PDA@g-C3N4復(fù)合納米纖維膜在增強(qiáng)光催化殺菌和降解中的應(yīng)用

• 北京石油化工學(xué)院（Beijing Institute of Petrochemical Technology）

• 特種彈性體復(fù)合材料北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（Beijing Key Laboratory of Special Elastomeric Composite Materials）

這篇論文的核心內(nèi)容是關(guān)于一種用于增強(qiáng)光催化殺菌和降解性能的PVA/PDA@g-C3N4復(fù)合納米纖維膜的研究。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)：

1. **研究背景**：面對(duì)當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源短缺，光催化技術(shù)因其綠色、高效和環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。

2. **材料制備**：通過多巴胺在g-C3N4表面的自聚合，合成了聚多巴胺@碳氮化物(PDA@CN)，并通過電紡絲技術(shù)，以含PDA@CN的PVA溶液制備了PVA/PDA@CN復(fù)合抗菌納米纖維膜。

3. **性能測(cè)試**：PDA在PDA@CN的光捕獲能力上發(fā)揮了作用，增加了可見光的捕獲能力。在可見光照射下，含有5% PDA@CN的PVA/PDA@CN納米纖維膜對(duì)大腸桿菌(E. coli)和金黃色葡萄球菌(S. aureus)具有良好的抑制效果，最大抑制圈半徑分別可達(dá)10.8毫米和11.6毫米，大腸桿菌的抑制率可達(dá)93.1%。

4. **光催化降解實(shí)驗(yàn)**：PVA/PDA@CN膜在可見光下表現(xiàn)出增強(qiáng)的光催化降解效率。當(dāng)PDA@CN含量為5%時(shí)，PVA/PDA@CN膜對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的去除率達(dá)到98.7%。

5. **材料特性**：納米纖維膜具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性能，具有在未來多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。

6. **關(guān)鍵詞**：聚乙烯醇(PVA)、多巴胺(PDA)、石墨化碳氮化物(g-C3N4)、納米纖維膜、光催化抗菌、降解。

7. **實(shí)驗(yàn)部分**：詳細(xì)描述了PDA@CN的合成、P-PCN復(fù)合納米纖維膜的制備、材料的形態(tài)觀察、晶體結(jié)構(gòu)表征、化學(xué)組成和化學(xué)鍵分析、光學(xué)性能分析、抗菌活性測(cè)試和光催化降解實(shí)驗(yàn)。

8. **結(jié)果與討論**：通過SEM、TEM、XPS、XRD、FTIR、UV-Vis吸收光譜和熒光光譜等技術(shù)對(duì)PDA@CN納米片和P-PCN納米纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。研究了P-PCN納米纖維膜的抗菌活性和光催化降解性能，并探討了其增強(qiáng)性能的可能機(jī)制。

9. **結(jié)論**：PDA@CN納米片通過原位聚合在CN納米片表面合成，并通過電紡絲技術(shù)成功制備了一系列P-PCN復(fù)合納米纖維膜。這些復(fù)合納米纖維膜在可見光照射下對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有增強(qiáng)的抗菌效果，并且P-PCN-5樣品在光催化降解亞甲基藍(lán)方面表現(xiàn)出最佳性能。