MOFs 光催化灭菌技术

 

研究中发现,有一类 MOFs 在作为光催化剂时性能卓越,能够利用光催化的原理产生消杀因子,成为新型高效的抗菌抗病毒材料。从光催化作用的机理来看,光源入射到 MOFs 材料上,一部分光子被催化材料吸收,另一部分被反射或者透射。被吸收的光子使纳米 MOFs 材料激发产生光催化所必需的电子-空穴对,电子和空穴一个带负电,一个带正电,它们接触后很容易重新复合造成能量损失。因此电子空穴对需要以极快的速度被吸附在催化剂表面的 O₂ 和水分子分别捕获,形成具有很强活性的超氧离子、OH、以及 H₂O₂ 这些粒子。这些超痕量的粒子具有很强的氧化性,当与细菌病毒接触,可以直接作用于细菌的细胞膜、病毒的壳蛋白、真菌孢子的细胞壁,使其失活,达到杀灭的作用。

实际应用:
在应用中发现,作为光催化剂的 MOFs 从可见光到深紫外波段都可以被激发而催化产生消杀因子,并且制备量远远大于传统光催化材料。这也是 MOFs 材料区别于传统光催化材料的技术特点。
在实际应用中为了发挥 MOFs 材料的新特性,采用以下配套技术:

1.为了提高产生消杀因子的效率,达到快速消杀的目的,应用中尽可能选用波长较短的光,如 UVC 波段的紫外线,但在实际应用中,空气经过 UVC 波段紫外线照射会产生大量的臭氧,对人体健康产生不利的影响,因此在保证消杀因子制备效率的同时,适当的降低紫外线的频率,选用 UVA 波段光源,消除了臭氧气体产生的条件,提高了安全性。

2.在光源的选用上,摒弃了传统的紫外灯管,采用了环保、安全的固体 LED 光源,大大提高了光源可靠性和寿命,降低了使用和维护成本。

3.在光源配套驱动上,使用了先进的LED 控制技术,做到精细化的调节和管理,进一步提高了光源可靠性,并降低了能耗。