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纳米尖端局部电场增强电刺穿耦合光催化灭活生物气溶胶机制研究

光催化,局部电场增强,电刺穿,生物气溶胶,空气净化

在居住环境和公共场所中，生物气溶胶的悬浮和活性促进了致病微生物的传播。本研究提出了一种名为“局部电场增强电刺穿耦合光催化原位杀灭”的新策略，旨在解决传统过滤材料无法同时捕获和杀灭微生物的问题。该策略采用多效双电极体系，以泡沫铜和钛网为基底，分别生长Cu纳米线和TiO2纳米锥作为阴阳极材料。施加低电压，在Cu纳米线尖端产生强电场，实现电刺穿杀灭生物气溶胶的同时，对材料本身进行阴极保护。TiO2纳米锥作为阳极，通过提高电子空穴对的分离效率，增强电刺穿和光催化效果，协同高效杀灭生物气溶胶。此项研究对于开发新型生物气溶胶捕获与杀灭体系，减少二次污染，降低对人体健康的危害，具有重要的理论和实际意义。