一种光催化薄膜及其制备方法和应用

本发明属于光催化领域，具体涉及为一种提高聚氯乙烯自清洁、杀菌性能和各种金属表面防污性能的以环氧树脂为过渡层的光催化薄膜及其制备方法和应用。

背景技术：

通过直接接枝季铵盐基和间接嵌入纳米粒子、抗菌聚合物和石墨烯基材料而具有强杀菌性能的聚氯乙烯材料因其优异的力学性能、低成本和普及性而被应用于生活中，这些膜对微生物有一定的抑制作用。然而，抗菌表面由于其固有的表面能低，不能降解有机污染物，不能阻止粉尘的附着，污染物的增加和积累会导致抗菌表面抗菌性能的下降或丧失。同样，附着在抗菌表面的死细菌也会产生同样的副作用。因此，理想的抗菌聚氯乙烯表面应具有抗菌和自清洁的性能。而对于金属材料在海洋等环境下使用时，会面临微生物附着而产生生物污损的问题。通过合理的手段在聚氯乙烯表面和金属表面制备一层薄膜解决上述问题具有重要意义。

在过去的几十年里，光催化作为一种简单、绿色、无特异性的空气净化和抗菌手段得到了广泛的应用。目前，为了在聚氯乙烯和金属表面制备光催化薄膜一类方法是将光催化剂聚合到另一种聚合物中，然后通过喷涂、沉积或光固化法制备于聚氯乙烯和金属基体表面。然而，这种薄膜制备方法存在两方面缺陷，一方面，光催化剂嵌入在聚合物中会影响聚合物的交联，从而降低聚合物复合材料的机械强度；另一方面，在光照射下，嵌入的光催化剂产生的强氧化性自由基可导致聚合物的光催化降解。因此，在聚氯乙烯和金属基体表面上直接制备光催化材料具有重要意义。另一类方法是在聚氯乙烯表面和金属表面直接制备光催化薄膜，采用的方法有化学气相沉积、物理气相沉积、磁控溅射等，但是具有更好晶粒大小和形貌可控性的水热原位生长法却没有使用过。此外，对于金属基体，由于目前大多数水热原位生长要求基体与光催化薄膜具有同种元素，因此使用与金属基体具有优异附着力强度的环氧树脂作为一个过渡层具有重要的意义。

半导体bi2o3具有许多典型的特性，如制备简单、优异的光电导率等。而且bi2o3有许多晶相结构，包括单斜α,正方β，体心立方γ和非化学计量结构，如bi2o2.7，bi2o2.33和bi2o2-x等,在水热环境下可以形成具有均匀界面的异质结构。此外，bi2o3在水热环境中形成的类似花状、真菌状等多种形貌结构可以增强吸收可见光的可能性。而对于bioi半导体，具有优异的可见光吸收性能，bioi和bi2o3二者复合异质结结构，在调节光生载流子复合效率时还可以调节可见光吸收性能，因此具有比较好的性能。目前已知银粒子沉积在半导体纳米复合材料的表面能促进电荷分离，并且其能够释放银离子破坏微生物的细胞膜蛋白作为生物防污材料。上述银修饰的异质结材料目前只能做成粉末使用，在这里第一次在聚氯乙烯或者金属表面制备成薄膜进行使用。薄膜的使用首先可以减少粉末造成的粉尘污染，其次便于回收和进一步应用。因此，纳米银颗粒修饰的光催化薄膜具有许多潜在的应用前景；但在上述基体材料表面制备获得单一纯物质的光催化半导体材料还面临的一定的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高聚氯乙烯自清洁和杀菌性能以及以环氧树脂为过渡层提高各种金属表面防污性能的光催化薄膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施：

一种光催化薄膜的制备方法，通过原位生长法于基材的表面上获得含bi2o3不同晶相异质结构的复合光催化薄膜，而后浸泡至含银溶液中反应；即得经银修饰的含bi2o3不同晶相异质结构的复合光催化薄膜。

将基材浸泡至前驱液中，通过水热法于基材的表面原位均相反应生长含bi2o3不同晶相异质结构的复合光催化薄膜；其中，前驱液为溶液a和溶液b按体积比为7:1比例混合，溶液a为将bi(no3)3·5h2o和pvp依次加入至乙二醇溶液中；溶液b为将碘化钾溶于去离子水中。

所述溶液a中70毫升乙二醇中0.1g～0.3gpvp和0.05～0.3m的bi(no3)3·5h2o；溶液b中10毫升去离子水中0.05～0.2m的ki。

所述所有基体原位均相反应温度控制为120～160℃，反应时间为1～4h；反应后金属基材经去离子洗涤，洗涤后于60～80℃干燥6～10h。

具体为：

步骤一：称取bi(no3)3·5h2o和pvp，将其溶于乙二醇溶液中得到混合溶液a。称取碘化钾，将碘化钾溶于去离子水中得到混合溶液b；其后将溶液a和溶液b混合一段时间即得到bioi光催化薄膜的前驱混合溶液c。

步骤二：将混合溶液c转移至放有聚氯乙烯硬质板和涂覆环氧树脂的金属基体的均相水热釜中，放入均相反应器中进行反应，待反应结束后，用去离子水洗涤若干次并干燥在聚氯乙烯和环氧树脂表面即得到复合光催化薄膜；

步骤三：将步骤二得到的薄膜浸没到硝酸银溶液中一段时间后，用去离子水冲洗去除未吸附的ag⁺，随后将其浸没至抗坏血酸溶液中一段时间，ag⁺被还原成纳米银颗粒。

步骤四：取出聚氯乙烯和涂覆环氧树脂的金属基体，用去离子水冲洗并干燥即在聚氯乙烯和涂覆环氧树脂的金属基体表面得到负载银粒子的光催化薄膜。

进一步地，步骤(1)中混合溶液a、b、c的获得为持续搅拌15～30min，其中pvp和bi(no3)3·5h2o按照摩尔比为(0.005～0.4)：(0.05～0.3)的比例加入，bi(no3)3·5h2o和ki按照摩尔比1:1～1:4比例加入，乙二醇和去离子水按照体积比为5:1～8:1。

进一步地，步骤一中a和b的均匀混合溶液的获得为将溶液b倒于溶液a中并持续搅拌15～30min。

进一步地，步骤二中金属基体涂覆的环氧树脂涂层抛光或者使用碳化硅砂纸进行打磨，砂纸的目数为80～2000。

进一步地，步骤二中均相反应温度控制为120～160℃，反应时间为1～4h。

进一步地，步骤二中获得的光催化薄膜使用去离子水洗涤3～6次，干燥条件为60℃的空气鼓风干燥箱中干燥6～10h的，即得到异质结光催化薄膜。

进一步地，硝酸银溶液的浓度为5～20g/l，抗坏血酸溶液的浓度为3～10g/l，浸泡时间均为10～40min。

进一步地，步骤四中获得的光催化薄膜使用去离子水洗涤3～6次，干燥条件为60℃的空气鼓风干燥箱中干燥6～10h，即在聚氯乙烯和涂覆环氧树脂的金属基体表面分别得到负载纳米银颗粒的bi2o3/bi2o2.7和bi2o3/bioi复合光催化薄膜。

所述基材为聚氯乙烯或涂覆环氧树脂的金属基材；其中，金属基材为316不锈钢，304不锈钢，铜片或铝片，环氧树脂涂层为双酚a型环氧树脂。

所述基材为聚氯乙烯时，原位均相反应温度控制为120～160℃，反应时间为1～4h；反应后金属基材经去离子洗涤，洗涤后于60～80℃干燥6～10h，即于基材表面形成类花瓣状bi2o3/bi2o2.7异质结复合光催化薄膜；

所述基材为涂覆环氧树脂的金属基材时，原位均相反应温度控制为120～140℃，反应时间为1～2h；反应后金属基材经去离子洗涤，洗涤后于60～80℃干燥6～10h，即于基材表面形成类花状的bi2o3/bioi异质结复合光催化薄膜。

所述形成复合光催化薄膜的基材浸没于浓度为5～20g/l的硝酸银溶液中10～40min，而后取出再浸没至浓度为3～10g/l的抗坏血酸溶液中10～40min，使ag⁺被还原成纳米银粒子并附着于光催化薄膜表面，即形成经银修饰的含bi2o3不同晶相异质结构的复合光催化薄膜。

一种光催化薄膜，其特征在于：所述方法于基材表面形成经银修饰的含bi2o3不同晶相异质结构的复合光催化薄膜。

一种光催化薄膜的应用，所述薄膜在杀菌、自清洁或防污中的应用。

本发明的原理：水热原位生长薄膜具有晶粒和形貌可控性，聚合物材料如聚氯乙烯和环氧树脂分别在水热反应下各官能团展现出不同的特性。首先，通过五水硝酸铋和碘化钾的水解反应，获得bioi的前驱体均匀的黄色溶液，此时活性分散剂pvp主要均匀包覆在bi³⁺周围，而后将聚氯乙烯硬质板和涂覆环氧树脂的金属基体分别放入上述的溶液中，在水热原位生长条件下，两种聚合物材料的官能团展现出不同的特性。对于聚氯乙烯硬质板，官能团氯离子脱附，吸附氧离子，随着时间延长，形成bi2o3/bi2o2.7异质结光催化薄膜。而环氧树脂的环氧官能团与pvp发生反应，进一步吸附bi³⁺，随着时间延长逐渐形成了bi2o3/bioi异质结光催化薄膜。最后对两种薄膜进一步处理，将ag⁺吸附在两种薄膜的外表面，使ag⁺与抗坏血酸发生还原反应，ag⁺还原为纳米银粒子，进而在聚氯乙烯表面和环氧树脂表面分别形成负载纳米银颗粒的类花瓣状bi2o3/bi2o2.7和类花状的bi2o3/bioi异质结复合光催化薄膜。最终使聚氯乙烯硬质板在具有抗菌性能的同时具有一定的自清洁效果，而以环氧树脂为过渡层的金属基体防污性能得到提高。

本发明所具有的优点

本发明采用水热原位生长的方法，在聚氯乙烯表面和环氧树脂表面分别直接制备光催化薄膜，克服现有技术中以光催化剂作为填料，聚合物为粘结剂，高分子树脂包覆光催化剂的方法制备光催化薄膜。现有技术制备的光催化薄膜在长时间光照作用下光催化薄膜产生的自由基会破坏粘结剂聚合物，进而使涂层失效。本发明通过离子在水热条件下选择性吸附生长在聚氯乙烯和环氧树脂表面，通过控制反应温度和时间最终获得纯无机相的光催化异质结薄膜。此外，本发明反应步骤简单，受热均匀，易控制，在溶剂中，往往使产物带有极性，得到的光催化复合薄膜晶粒细小，薄膜形貌好，片层连接紧密，结构紧凑而均匀。搭载的纳米银粒子具有低毒性，可以进一步提高光催化性能。为进一步提高拓宽光催化薄膜的应用价值提供了新的思路。

附图说明

图1为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯和环氧树脂表面分别制备的bi系半导体复合光催化薄膜的xrd谱图，其中(a)为聚氯乙烯表面，r1代表bi2o3/bi2o2.7光催化薄膜，r2代表ag/bi2o3/bi2o2.7光催化薄膜；(b)为环氧树脂表面，s1代表bi2o3/bioi光催化薄膜，s2代表ag/bi2o3/bioi光催化薄膜。

图2为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯和环氧树脂表面分别制备的负载纳米银颗粒的光催化薄膜的sem图，其中(a)为聚氯乙烯表面；(b)为环氧树脂表面。

图3为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯和环氧树脂表面分别制备添加不同pvp含量的光催化薄膜的sem图，其中(a)为聚氯乙烯表面；(b)为环氧树脂表面。

图4为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯和环氧树脂表面分别水热原位生长不同时间制备的光催化薄膜的sem图，其中(a)为聚氯乙烯表面；(b)为环氧树脂表面。

图5为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯和环氧树脂表面分别制备的负载纳米银颗粒的光催化薄膜的uv-visdrs谱图，其中(a)为聚氯乙烯表面，r1代表bi2o3/bi2o2.7光催化薄膜，r2代表ag/bi2o3/bi2o2.7光催化薄膜；(b)为环氧树脂表面，s1代表bi2o3/bioi光催化薄膜，s2代表ag/bi2o3/bioi光催化薄膜。

图6为本发明实施案例提供的在聚氯乙烯表面制备光催化复合薄膜的性能，其中(a)为自清洁性能；(b)为杀菌性能，其中(a1,d1,a2,d2)为对照空白pvc，(b1,e1,b2,e2)为bi2o3/bi2o2.7/pvc，(c1,f1,c2,f2)为ag/bi2o3/bi2o2.7/pvc在(a1-f1)黑暗和(a2-f2)光照下(a1-c1,a2-c2)0h和(d1-f1,d2-f2)18h后菌落数目。

图7为本发明实施案例提供的在环氧树脂表面制备光催化复合薄膜的防污性能，其中(a)荧光照片，其中(a)为空白环氧树脂，(b)为bi2o3/bioi，(c)为ag/bi2o3/bioi；(b)结晶紫(cv)染色结果，s1代表bi2o3/bioi光催化薄膜，s2代表ag/bi2o3/bioi光催化薄膜。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明做出进一步的说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。依本发明的技术方案和技术思路做出其它各种相应的改变和变形，仍属本发明所涵盖的保护范围之内。

本发明通过水热合成原位生长法以及浸泡还原法在聚氯乙烯表面或者环氧树脂表面制备了负载金属银的氧化铋异质结光催化薄膜。具体采用一步水热原位生长法和溶液浸没还原法分别在聚氯乙烯和以环氧树脂为过渡层的金属表面形成纳米银颗粒修饰的类花瓣状bi2o3/bi2o2.7和类花状bi2o3/bioi异质结薄膜。光催化薄膜在可见光照射下，薄膜产生超氧、电子、空穴等自由基将薄膜表面附着的有机污染物以及微生物杀灭，进而分别提高聚氯乙烯表面的自清洁以及抗菌性能和以环氧树脂为过渡层的金属防污损性能。本发明工艺简单，易于控制，成本低廉。对于聚氯乙烯，拓宽了聚氯乙烯表面杀菌薄膜的制备方法。此外，在保证聚氯乙烯杀菌性能的同时，赋予自清洁效能。对于金属基体，通过环氧树脂为过渡层成功制备纯无机相光催化薄膜，进而赋予金属基体防污性能。在聚合物材料表面水热原位制备光催化薄膜为光催化薄膜的应用提供一个新的思路，本发明制备的薄膜在建筑、医疗、海洋工程设施、水产业、船舶防生物污损、水体净化、杀菌消毒等方面具有潜在的应用前景和借鉴意义。

实施例1

(1)称取0.1mbi(no3)3·5h2o和0.1gpvp溶于乙二醇溶液中持续搅拌20min，获得溶液a；称取0.1mki溶于去离子水中，持续搅拌20min获得溶液b。将溶液a和溶液b混合20min即可获得混合溶液c。

(2)将混合溶液c转移至分别放有聚氯乙烯硬质板或涂覆80目碳化硅砂纸打磨的环氧树脂的316不锈钢钢片的均相水热釜中，混合溶液填充反应釜的体积的80％，反应温度控制为140℃，在放有聚氯乙烯硬质板的均相水热釜中反应4h，在放有涂覆环氧树脂的316不锈钢钢片的均相水热釜中反应2h，待反应结束后取出样品，用去离子水洗涤3次，室温干燥8h，在聚合物表面即得到复合光催化薄膜(参见图1)。

(3)将上述形成薄膜的基材分别在浓度为8.5g/l的硝酸银溶液中浸泡30min，取出薄膜，用去离子水清洗3次。然后在浓度为17.6g/l抗坏血酸溶液中还原反应20min后。

(4)取出薄膜，用去离子水冲洗3次，在60℃的空气鼓风干燥箱中干燥8h，即，在不同基材的聚氯乙烯和环氧树脂表面得到负载纳米银粒子修饰的光催化薄膜。(参见图2)

由图1铋系半导体复合光催化薄膜的xrd图谱可见，在聚氯乙烯聚合物表面，对应标准卡片pdf#27-0050(bi2o3)和pdf#75-0993(bi2o2.7)，说明在聚氯乙烯表面通过水热原位生长形成bi2o3/bi2o2.7异质结光催化薄膜。在涂覆环氧树脂的316不锈钢表面，对应对应标准卡片pdf#76-2478(bi2o3)和pdf#10-0445(bioi)。说明在环氧树脂表面通过水热原位生长形成bi2o3/bioi异质结光催化薄膜。

由图2聚氯乙烯和环氧树脂表面负载纳米银粒子的光催化异质结薄膜的sem图可见，聚氯乙烯谱图表明尺寸约为1～3μm的类花瓣状片层均匀堆砌在聚合物表面，约140nm银颗粒分布在类花瓣片层表面。环氧树脂谱图表明薄膜为直径约3μm的花状微球堆砌形成，致密均匀，展现出较大的比表面积，约150～200nm的银颗粒均匀分布在花状微球表面。说明在聚氯乙烯和环氧树脂表面的光催化薄膜上通过浸泡还原法成功负载纳米银粒子。

实施例2

将实施例1中pvp添加量改为0.0g。其他制备条件不改变，即获得在不同基材的聚氯乙烯和环氧树脂表面得到负载纳米银粒子修饰的光催化薄膜。(参见图3)

由图3两种聚合物表面不添加pvp时光催化异质结薄膜的sem图可见，结果表明在聚氯乙烯表面有无pvp时，同样形成均匀的约为1～3μm的类花瓣状片层光催化薄膜，说明与pvp无关。在环氧树脂表面无pvp时，光催化薄膜无序堆积，说明pvp对光催化薄膜在环氧树脂表面的生长起到一定的作用。

实施例3

将实施例1中水热原位生长时间改为在放有聚氯乙烯硬质板的均相水热釜中反应3h，在放有涂覆环氧树脂的316不锈钢钢片的均相水热釜中反应1.5h。其他制备条件不改变，即获得在不同基材的聚氯乙烯和环氧树脂表面得到负载纳米银粒子修饰的光催化薄膜(参见图4)

由图4两种聚合物水热原位生长不同时间光催化异质结薄膜的sem图可见，结果表明在两种聚合物表面分别水热生长3h和1.5h时，同样可以分别形成相对厚度较小的类花瓣状和类花微球均匀的光催化薄膜，说明随着时间延长促进两种薄膜的生长。

应用例1

利用上述实施例1所得在聚氯乙烯和以环氧树脂为过渡层的316不锈钢表面形成复合光催化薄膜，以及纳米银粒子修饰的光催化薄膜进行紫外可见漫反射测试。

以baso4为参考样品(u-4100，日立，日本)，采用配备积分球的紫外-可见漫反射吸收仪(uv-visdrs)分析其可见光吸收特性。

由图5光催化复合薄膜的uv-visdrs谱图可见，在聚氯乙烯表面制备的光催化薄膜光吸收范围约为300～500nm，在负载纳米银粒子以后，可见光吸收范围拓宽到800nm。在环氧树脂表面制备光催化薄膜相对聚氯乙烯表面现出更强的可见光吸收能力，光吸收范围约为300～650nm，在薄膜表面负载纳米银粒子以后，薄膜的光吸收范围拓宽到800nm，并且光吸收强度进一步提高。表明光催化薄膜表面负载纳米银粒子以后，薄膜的可见光吸收性能得到进一步提高。

应用例2

利用上述实施例1所得在聚氯乙烯表面制备的复合光催化薄膜和纳米银粒子修饰的光催化薄膜进行薄膜自清洁性能测试。

采用循环降解罗丹明b溶液3次的方法，测试薄膜的自清洁性能。实验溶液的浓度为12mg/l，体积为15ml。光催化膜完全浸没在rhb溶液中，垂直于入射可见光。所有测试的染料吸光度衰减测量时间为2.5h，包括额外的对照参考测试，如光催化膜不存在的rhb溶液(仅聚氯乙烯材料)的测试。此外，在测定染料吸光度衰减之前，将所有光催化膜浸入rhb溶液(12mg/l)中，在黑暗中浸泡30分钟，以达到染料的吸附-解吸平衡。(参见图6(a))

由图6(a)聚氯乙烯自清洁性能测试可见在空白聚氯乙烯的空白对照试验中，rhb展现出一个缓慢的降解过程，空白rhb的降解率约为75％，这是因为这是因为rhb分子结构的基团态和激发态在400-600nm可见光范围内具有活性。与空白聚氯乙烯相比，载有复合光催化薄膜或镀纳米银颗粒的光催化薄膜的聚氯乙烯的在光照开始阶段与空白聚氯乙烯rhb降解速率相差较少，而随着光照时间的逐渐延长，降解速率相差逐渐增大，最终降解效率均达到97％。这是因为随着光照时间的延长，光生氧化活性物质逐渐增多。循环测试三次均表现出较好的罗丹明b溶液降解效率。说明在负载纳米银粒子的光催化薄膜有效提高了空白聚氯乙烯硬质板的自清洁性能。

应用例3

利用上述实施例1所得在聚氯乙烯表面制备的纳米银粒子修饰的光催化薄膜进行薄膜杀菌性能测试。

在平时，大肠杆菌在甘油中储存于-20℃。为了实验工作，将2ml大肠杆菌从甘油培养基中取出培养到250ml无菌lb培养基中，在37℃搅拌(180rpm/min)下培养20±1h。通过离心(4500rpm,15分钟)收集细菌，然后在无菌蒸馏水中重新悬浮，在540nm处(u2900，日立，日本)的吸光度值为0.224±0.004(100ml)，得到“标准菌悬液”为3.900±0.077×10⁷cfu/ml。

在一个典型的测试过程中，在光催化杀灭大肠杆菌测试之前，所有的光催化膜和石英试管被紫外线照射24小时，以避免在大气中的细菌的影响。在石英试管中加入13ml标准菌悬液，然后浸泡光催化膜。然后将悬浮液暴露在可见光照射下(pcx50cdiscover，北京泊菲莱科技有限公司，中国)。在0和18h两个时间点取100μl悬液，用无菌蒸馏水连续稀释10倍。将稀释后的悬液100μl滴于lb琼脂平板上，37℃孵育24h观察菌数量。其中菌液中放置空白聚氯乙烯硬质板为空白对照。(参见图6(b))

由图6(b)聚氯乙烯杀菌性能测试可见，在黑暗情况下(a1～f1)，三种薄膜表面的大肠杆菌数量都相对增加，这是由于复合膜和镀银的复合薄膜在暗态下都不具有杀菌性能，复合薄膜表面负载的纳米银颗粒不足以杀死暗态下增殖的大肠杆菌。薄膜在可见光辐射后(a2～f2)，相对空白聚氯乙烯(a2，d2)，在复合膜对应的lb板上(b2，e2)，可见大肠杆菌菌落数量很少，这是因为复合薄膜在可见光照射下产生氧化活性物质，氧化活性物质破坏大肠杆菌微生物的结构，进而阻止微生物的生长。进一步在纳米银粒子修饰的光催化薄膜对应的lb板上几乎没有大肠杆菌(c2，f2)，这是因为除了光生氧化活性物质以外，银在光照下也产生了杀菌作用，最终纳米银粒子修饰的复合膜杀菌能力大于99.99％。说明在负载纳米银粒子的光催化薄膜有效提高了空白聚氯乙烯硬质板的杀菌性能。

应用例4

利用上述实施例1所得在环氧涂层表面制备的光催化复合薄膜进行防污性能测试，以假交替模式菌评价光催化薄膜的防污性能。

平时假交替模式菌在甘油中储存于-20℃。在测试薄膜的防污试验时，将2ml假交替单胞菌从甘油培养基中取到250ml无菌2216e培养基中，在37℃搅拌(180rpm/min)下培养20±1h。再培养的假交替模式菌作为“标准细胞悬液”的浓度约为5.6±0.08×10⁸cfu/ml。在对薄膜进行防污试验时，所有使用过的液体溶液都是无菌的。

用于测试防污性能的三种膜，即对照组未涂覆的环氧膜、实验组复合光催化薄膜和镀纳米银粒子的复合光催化膜，将400ml的假交替模式菌悬浮液倒于500ml无菌瓶中，400ml的假交替模式菌悬浮液由100μl的标准细菌悬浮液和399.9ml的2216e无菌培养基组成，将对照组和实验组悬挂在无菌瓶中，然后进行防污性能测试。实验在封闭的长方体装置进行，可见光源为10w的led灯，在测试过程中，假交替单胞菌悬浮液每四天更新一次，装置内部温度保持在22～23℃。

辐照14天后，从假交替模式菌悬浮液中取出三种膜，用磷酸盐缓冲盐水(pbs)溶液冲洗，去除所有无黏附的微生物。然后分别用结晶紫(cv)染色和死/活染料荧光染色观察三种膜表面黏附的假交替模式菌悬浮液数量和分布情况。两种染色方法通常遵循以下步骤。

cv染色，首先用0.2％(质量比)cv蒸馏水对清洗后的膜进行30分钟染色，然后从cv溶液中取出染色后的膜，用蒸馏水冲洗，去除未吸收的cv。最后用1ml33％醋酸溶液(体积比)对吸附在膜表面的cv进行脱色，并将其混合均匀。均质混合物的吸光度值表示用分光光度计(u2900，日立，日本)测定假交替模式菌粘附在薄膜表面的数量。所有的测试都是在三个平行的情况下进行的，并给出平均值作为实验值。

死/活染料荧光染色，首先将清洗干净的膜浸入2.5％(质量比)戊二醛和pbs混合溶液中60分钟，然后浸入pbs/dapi的混合溶液中(灭菌pbs:dapi＝1ml:1μl)15min，随后用荧光显微镜(bx53m,olympus,japan)观察黏附在膜表面的假交替单胞菌的分布。(参见图7)

由图7(a)中(a)为空白环氧树脂，(b)为bi2o3/bioi，(c)为ag/bi2o3/bioi空白环氧涂层以及光催化薄膜在假交替模式菌液中悬挂14天后表面细菌dapi染色荧光照片可见，在空白环氧涂层(er)表面有大量的假交替模式菌附着(a)，这是因为空白环氧涂层在光照下不能产生任何杀灭假交替单胞菌的物质。在薄膜表面原位生长复合薄膜以后(b)，假交替微生物数量减少，这是由于复合膜在光照下产生光生氧化活性物质杀灭微生物。而在负载纳米银粒子的光催化薄膜表面假交替模式菌附着进一步明显减少(c),是因为纳米银颗粒和光生氧化活性物质的共同作用。此外，微生物主要聚集于薄膜的裂纹处，在裂纹处薄膜杀菌作用相对较弱。由图7(b)空白环氧涂层以及光催化薄膜在假交替模式菌液中悬挂14天后cv染色结果可见，空白环氧涂层表面cv染色吸光强度为2.02，负载纳米银粒子的光催化薄膜表面cv染色吸光强度为0.35，进一步表明在环氧涂层表面制备负载纳米银粒子光催化薄膜后，薄膜达到较好的防污性能。最终说明以环氧树脂为过渡层通过水热原位生长制备负载纳米银粒子的光催化薄膜以后，可以降低金属表面的防微生物污损性能。