一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法

本发明涉及氧化铈制备领域，具体为一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法。

背景技术：

1、光催化作为一种最有前途的绿色技术，在解决能源与环境安全问题上前景广阔。光催化技术直接将太阳能转化为化学能，产生的光生电子和空穴在应用上十分广泛，如反应生成超氧自由基降解污染物等，是有利于人类社会发展进步的重要研究课题。除此之外，光催化技术在抗菌领域应用潜力巨大。

2、ceo2作为光催化剂为基底材料，将ceo2与金属、非金属元素掺杂改性，使其ce3+和氧空位的浓度、禁带宽度、光响应范围、光生载流子的分离以及活性氧ros产生进行调节，大大促进光催化抗菌的效能，制备出高效可见光响应的广谱抗菌剂，为光催化型抗菌材料的发展提供新的思路，为海洋相关产业解决腐蚀和生物污损问题提供更多选择，对海洋开发与国防建设具有重要价值，将海洋污损的安全问题尽可能的降低。

3、但目前ceo2制备方法多见于传统的水热制备法，并且其形貌常见于传统的棒、片、球等形貌。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，解决了海洋相关产业解决腐蚀和生物污损问题选择性较少的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，包括以下步骤：

6、s1.准备普通烘焙咖啡豆，将2克、4克、5克和8克咖啡豆磨成粉末状，分别溶于100毫升去离子水中；

7、s2.在80℃下持续搅拌240分钟，即可获得咖啡提取物；

8、s3.将混合物用含水滤纸过滤，滤液按制备ceo2(cn)的相应浓度分别标记为c2、c4、c5和c8，并储存在4℃下供后续实验使用；

9、s4.利用咖啡提取物和硝酸铈以绿色化学方法制备氧化铈纳米粒子，在20ml蒸馏水中溶解0.8684gce(no3)3·6h2o，得到0.1m溶液；

10、s5.不同浓度的咖啡提取物各20ml与20ml硝酸铈溶液（0.1m）混合，在100℃下剧烈搅拌1小时，得到凝胶状物质，马弗炉高温（400℃）煅烧2小时，得到淡黄色粉末；

11、s6.用玛瑙研钵和研杵研磨得到的粉末，并使用不同浓度的咖啡提取物制备泡沫ceo2；

12、通过上述技术方案，提供了一种环保、经济、高效且可调的途径来制备用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈材料，利用咖啡提取物作为绿色还原剂，不仅能提高催化剂的性能，还符合可持续发展的理念，同时，实际应用中，不仅能提供高效的光催化性能，还能够有效降低环境污染和生产成本。

13、进一步地，所述步骤s3中滤纸的孔径为0.22μm；

14、通过上述技术方案，从而可更好的将混合物使用含水滤纸进行过滤。

15、进一步地，所述步骤s5中搅拌转速为1500rpm；

16、通过上述技术方案，从而可有效的进行提升搅拌效果。

17、进一步地，所述步骤s6中ceo2，如ceo2(cn)，其中n=2、4、5、8，与咖啡提取物浓度值相对应。

18、通过上述技术方案，从而可更好的将其进行分类。

19、（三）有益效果

20、本发明提供了一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法。具备以下有益效果：

21、本发明提供了一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，对制备的光催化剂进行了光催化抗菌效果分析，以探索其在海洋杀菌防污方面的潜在应用，以铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌为目标细菌，氙灯为可见光光源，功率为500w（λ≥420nm），在光照射下，相关光催化剂会产生活性氧，如羟自由基和超氧自由基，可直接诱导脂质成分过氧化和细菌细胞壁穿孔，导致膜渗漏、结构破坏，最终导致细菌死亡，光催化杀菌分析持续了12小时，如图所示，细菌菌落和荧光染色分别显示了活菌和死菌，其中蓝色荧光显示活菌，紫色显示死菌，结果发现，c5的杀菌性能优于其他cn和传统合成方法制备的球形ceo2(cs)，通过灭菌数据可知，经过12小时的培养，c5对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效果分别约为99.06%和99.43%。据观察，在暗反应30分钟内，杀菌率达到60%，这是因为多孔材料对细菌有很强的吸附作用，因此，更多的细菌被吸附在材料表面，从而降低了溶液中的细菌含量，这是由于cn具有优异的多孔性和比表面积。

技术特征：

1.一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，其特征在于：所述步骤s3中滤纸的孔径为0.22μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，其特征在于：所述步骤s5中搅拌转速为1500rpm。

4.根据权利要求1所述的一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，其特征在于：所述步骤s6中ceo2，如ceo2(cn)，其中n=2、4、5、8，与咖啡提取物浓度值相对应。

技术总结
本发明提供一种用于光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，涉及氧化铈制备领域。该光催化杀菌的泡沫状氧化铈制备方法，包括以下步骤，S1.准备普通烘焙咖啡豆，将2克、4克、5克和8克咖啡豆磨成粉末状，分别溶于100毫升去离子水中；S2.在80℃下持续搅拌240分钟，即可获得咖啡提取物；S3.将混合物用含水滤纸过滤，滤液按制备CeO<subgt;2</subgt;(C<subgt;n</subgt;)的相应浓度分别标记为C<subgt;2</subgt;、C<subgt;4</subgt;、C<subgt;5</subgt;和C<subgt;8</subgt;，并储存在4℃下供后续实验使用。本发明中，由于氧化铈具有良好的光催化性能，特别是在紫外光或可见光照射下，它能够生成强氧化性自由基，进而杀灭细菌，泡沫状结构的氧化铈不仅能提供更大的光照反应面积，而且可能有效提高其对紫外线或可见光的吸收效率，从而增强其光催化杀菌性能。

技术研发人员：张瑞永
受保护的技术使用者：中国科学院海洋研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27