一种高自旋Ni掺杂Co3O4电催化剂的制备方法及其在生产单线态氧和灭菌中的应用技术

本发明专利技术属于电化学技术领域，具体涉及一种高自旋Ni掺杂Co3O4电催化剂及其在生产单线态氧和灭菌中的应用，以泡沫镍(NF)为基底，以Co(NO3)2·6H2O和H2O2为前驱体，通过简单的水热法和煅烧法制备了高自旋的Ni‑Co3O4，相对于不掺杂Ni的Co3O4具有高的自旋态，促进了1O2的高效产生；在中性条件下，Ni‑Co3O4电化学系统利用催化产生的1O2能在5min内灭活浓度为1×106CFU/mL的细菌。本发明专利技术制备方法和应用在自旋工程策略在优化电催化生成1O2和微生物消毒方面具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于电化学，具体涉及一种高自旋ni掺杂co3o4电催化剂材料及其制备方法和在电化学杀菌中的应用。

技术介绍

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技术介绍
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1、伴随着全球环境恶化，细菌感染问题日益严重并严重威胁着人类健康。单线态氧(1o2)是氧的第一电子激发态，具有很强的亲电性，能有效地与细菌细胞的重要成分如蛋白质、脂类和核酸等发生反应，此外，在细菌细胞体内没有发现相应的1o2抗氧化酶，使1o2对细菌灭活具有更高的灵敏性和选择性。与其他活性氧(ros)相比，1o2对环境干扰的耐受性更强，寿命更长，扩散距离更大，且在杀菌过程中不易形成卤化物消毒副产物。

2、目前，电化学高级氧化过程(aops)能够有效产生1o2。但主要方法是催化h2o2和过硫酸盐形成1o2，需要依赖外部化学品、易产生副产品和操作复杂等，在实际应用方面受到限制。因此，通过电催化策略从基态氧分子直生成1o2具有操作方便和环境友好的优点。电催化o2生成1o2的过程中，催化剂的活性位点与中间产物之间吸附和解吸的热力学以及电子转移过程，催化剂内部的电荷转移都是影响生成1o2反应动力学的关键因素。然本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Ni掺杂Co3O4电催化剂在生成单线态氧中的应用，其特征在于，所述Ni掺杂Co3O4电催化剂为Ni-Co3O4纳米线，镍惨杂在四氧化三钴八面体位点；所述Ni掺杂Co3O4电催化剂相对于不掺杂Ni的Co3O4具有高的自旋态，能高效催化O2生成单线态氧。

2.权利要求1所述Ni掺杂Co3O4电催化剂在电化学催化灭菌中的应用，其特征在于，利用Ni-Co3O4纳米线催化O2生成的1O2来杀灭细菌。

3.根据权利要求2所述Ni掺杂Co3O4电催化剂材料在电化学催化灭菌中的应用，其特征在于，以Ni-Co3O4纳米线电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银-氯化银(Ag/...

【技术特征摘要】

1.一种ni掺杂co3o4电催化剂在生成单线态氧中的应用，其特征在于，所述ni掺杂co3o4电催化剂为ni-co3o4纳米线，镍惨杂在四氧化三钴八面体位点；所述ni掺杂co3o4电催化剂相对于不掺杂ni的co3o4具有高的自旋态，能高效催化o2生成单线态氧。

2.权利要求1所述ni掺杂co3o4电催化剂在电化学催化灭菌中的应用，其特征在于，利用ni-co3o4纳米线催化o2生成的1o2来杀灭细菌。

3.根据权利要求2所述ni掺杂co3o4电催化剂材料在电化学催化灭菌中的应用，其特征在于，以ni-co3o4纳米线电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银-氯化银(ag/agcl)电极作为参比电极，施加-0.2--1v电位，在5min内可杀灭浓度为106cfu/ml的细菌。

4.根据权利要求3所述高自旋ni掺杂co3o4电催化剂材料在电化学催化灭菌中的应用，其特征在于，细菌为产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌、大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和金黄色葡萄球菌中的一种或多种组合。

5.一种ni掺杂co3o4电催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

6.根据权利要求5所述的ni掺杂co3...

【专利技术属性】
技术研发人员：许元红，段美林，丁晓腾，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：