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。