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·1512· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

微生物。 二甲酸， AR ，国药集团化学试剂有限公司；
[1]
1985 年，Matsunaga 等首次报道了半导体二氧 MgSO 4 ·7H 2 O、KH 2 PO 4 、Na 2 HPO 4 ·12H 2 O、NaCl、
化钛（TiO 2）在光照下对原核生物大肠杆菌和真核生 KCl，AR，天津市风船化学试剂科技有限公司；酵
[2]
物酿酒酵母菌具有杀灭作用 。研究表明，TiO 2 在紫 母浸粉、胰蛋白胨、琼脂粉，BR，北京奥博星生物
外光照射下能产生电子-空穴对（electron hole pairs）， 技术有限公司；实验所用去离子水均为超纯水；实
验所用大肠杆菌 K12 为 ATCC15597，美国模式菌种
光生电子-空穴对除了复合之外，还可以转移到 TiO 2
表面，与表面吸附的水以及环境中的氧气等分子发生 保藏中心。
反应，从而产生具有氧化还原作用的活性氧（Reactive BCN-1360B 生物超净工作台，北京东联哈尔仪
Oxygen Species，ROS）如羟基自由基（•OH），超 器有限公司；D8 Advance X 射线粉末衍射仪，德国
2–
氧自由基（•O ）等。这些 ROS 可以攻击细胞壁细胞 JEOL 2100 透射电子显微镜，日本电子株式会社；
膜上的生物分子，使其降解进而导致微生物死亡 [3-5] 。 U-3900H 紫 外 可见光光谱 仪，日本日 立公司 ；
TiO 2 是一种无毒的材料，已被美国食品和药物管理 LDZX-50KBS 立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗
局（Food and Drug Administration, FDA）批准在人 器械厂；CJJ-6 磁力搅拌器，金坛市大地自动化仪器
类食品、药品、化妆品和食品工业中使用 [6-9] 。 厂；LG16 高速离心机，北京雷勃尔离心机有限公司；
目前 TiO 2 光催化已被广泛用于降解有机污染物 DHG-9140A 电热恒温鼓风恒温干燥箱、DHG-9082
和灭活多种病原微生物 [10-14] 。研究发现 TiO 2 光催化 电热恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；不
对多种微生物，如：绿脓杆菌、粪肠球菌 [15-16] 、藻 锈钢反应釜，无锡金达化机设备厂；KYC-100C 细
类菌 [17] 、瑞士乳杆菌 [18] 、嗜肺性军团杆菌 [19] 、梭菌 胞培养摇床，上海新苗医疗器械有限公司；FZ-A 辐
属的 Perfringens 和 Coliphages [20] 、大肠杆菌类 [21] 、 照计，北京师范大学光电仪器厂；Microaola 300 氙
食源性致病菌如霍乱沙门氏菌、溶血性弧菌和单增 灯光源，北京泊菲莱科技有限公司；Hitachi F-7000
李斯特菌等都有杀灭效果 [22] 。 荧光光谱仪，日本日立公司。
然而，纯的 TiO 2 禁带宽度较大（如锐钛矿相带 1.2 材料的合成
隙为 3.2 eV），只能够被太阳光中所占较小比例的紫 Au/TiO 2 异质复合材料参照文献[26]制备，并
进行了适当修改（采用了不同量的氢氧化钠，另外
外光激发，并且光生电子空穴对容易复合，导致其
可见光利用效率低和光催化效果不理想。研究发现利 进行了酸化处理和煅烧）。首先，将 666 μL TiCl 4
用 TiO 2 锐钛矿相和金红石相的禁带匹配可以提高其 和 7.5 mg HAuCl 4 ·4H 2 O〔n (Ti)∶n(Au)=1000∶3〕
光生电子空穴对的分离 [23] 。同时，通过调控锐钛矿 溶于 30 mL 无水乙醇中，得到溶液 A，接着在室
温 条件下 将 1.1 g NaOH 〔 n(NaOH) ∶ n(TiCl 4 +
相与金红石相的比例，可以使得合成的混合双相 TiO 2
光催化材料具有高于单相 TiO 2 材料的催化性能 [24-25] 。 HAuCl 4 ·4H 2 O)=4.5∶1〕，溶于 30 mL 无水乙醇溶液，
待 NaOH 溶解后将其滴加到溶液 A 中，生成白色沉
研究发现贵金属纳米颗粒如 Au 和 Ag 等能够利
淀；混合溶液于室温下磁力搅拌 10 min，然后转入
用表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）
效应，显著增强 TiO 2 对可见光的响应 [26-33] ，同时贵 100 mL 不锈钢反应釜中，180 ℃下保持 4 h，随后
冷却至室温。将冷却至室温得到的白色沉淀分别用
金属纳米颗粒还可以降低 TiO 2 光生电子-空穴对的
蒸馏水和乙醇洗涤，然后用 0.1 mol/L 的 HCl 300 mL
复合从而提高其催化效果。SPR 是由可见光照射引起
酸化 24 h 后再分别用蒸馏水和乙醇洗涤，洗涤后的
的，并且在其相移期间，电子通过肖特基势垒作用注
样品在 60 ℃下干燥 12 h 后充分研磨，研磨后的样
入到临近的半导体导带中用于还原反应，在随后的金
属纳米颗粒中留下空穴，使其发生氧化反应 [34-36] 。 品收集以备用。最后将合成出来的样品分装，用马
弗炉 450 ℃煅烧 2 h，升温速率为 5 ℃/min。
本文在前期研究基础上，制备了具有较好可见
1.3 材料表征
光响应的 Au/TiO 2 异质复合材料，利用 XRD、XPS、
TEM 和 UV-Vis 对合成的纳米复合材料进行了表征， 用 X 射线晶体衍射（XRD）分析标定 Au/TiO 2
异质复合材料的晶体结构及样品的结晶程度，X 射
并对其进行了抗菌性测试。以期将其用于对食品病原
线源为 CuK α 线，经 K α2 剥离处理，λ=0.154 nm，运行
菌等病原菌防治，降低经济损失，提高产品的质量。
电压为 40 kV，电流为 30 mA，扫描速度 0.04 (°)/min，
1 实验部分 扫描范围 2θ=20°~80°；采用透射电子显微镜（TEM）
观察样品的超细显微结构，TEM 测试样品制备方
1.1 试剂和仪器 法：将少许制备的样品加入适量无水乙醇中，超声
NaOH、TiCl 4 、HAuCl 4 ·4H 2 O、无水乙醇、对苯 分散 20 min；并吸取微量分散液，滴在干净的碳支