CN111116054A - 一种利用屏幕led光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜、制备方法及应用 - Google Patents

一种利用屏幕led光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷‑氧化锌异质结薄膜、制备方法，包括如下步骤：步骤一，选取玻璃为基底，依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗，室温下自然干燥，备用；步骤二，制备红磷薄膜，用化学气相沉积法在玻璃表面镀一层均匀的红磷薄膜；步骤三，制备纳米ZnO薄膜，在步骤二得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法镀一层均匀的纳米ZnO薄膜。本发明还公开了一种将上述技术方案中制备的红磷‑氧化锌异质结薄膜在手机等电子设备的屏幕上的应用。其优点是：红磷‑氧化锌异质结薄膜具有优异的结合力和良好的透光性，在LED光的照射下能够快速杀菌，并具有广谱抗菌性。

Description

一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜、制 备方法及应用
技术领域
本发明属于生物抗菌材料技术领域，具体涉及一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜、制备方法及应用。
背景技术
为了应对与人类接触相关的病原微生物和细菌引起的流行疾病，人们对新型抗菌涂层的需求日益增加。其中，人类接触的触摸屏，特别是手机表面的病原微生物和细菌污染是一个非常紧迫和重要的问题。随着手机的日益普及，智能手机已经成为了当代人生活中必不可少的重要工具，除了传统的拨打、接听电话和发送信息等通讯功能之外，智能手机在上网、支付等服务方面发挥着越来越重要的作用。随着智能手机功能的全面化、使用人群的年轻化以及移动互联网的迅速发展，全球智能手机用户数量和普及率还将稳步上升。其中，我国智能手机出货量保持高速增长，据美国Zenith研究报告，到2018年，中国的智能手机用户数量将达到13亿人次，位居全球第一，几乎达到了人手一部手机的程度。
2011年，英国研究人员针对6300万手机做过的调查结果显示：英国手机使用人群中的6300万部手机中，有1470万部手机存在健康威胁。平均一部手机携带的细菌量是男厕所冲水柄细菌含量的18倍。调查的手机样品中，有1/4的手机细菌总数超过可接受水平的10倍。而这些细菌中包括大量的大肠杆菌及金黄色葡萄球菌，其中一部手机细菌量之高足以让手机用户感到严重肠胃不适。因此，开发快速，节能，环保，低成本的新型抗菌涂层，对于有效安全地进行触摸屏表面消毒，特别是手机表面的消毒具有重要意义。
各种抗菌策略，如抗生素装载结构，银基系统等都有许多缺点和潜在的风险。具体来说，滥用抗生素会导致抗生素耐药细菌的出现，甚至超级细菌的出现。此外，银基体系对人体健康(即银中毒)和环境具有显著的毒性作用，并且银在地壳中天然丰度仅为0.075ppm。
氧化锌(ZnO)是室温下直接带隙(3.37eV)的重要半导体材料，因其成本低，无毒性，在光催化领域得到了广泛的研究。然而，ZnO的宽带隙限制了它在太阳光谱的可见光区域的活性。另外，由于单组分光催化剂的光生电子和空穴容易重新结合，电荷分离效率较低和电荷载体快速复合导致ZnO的光催化效率较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜，吸收LED光产生大量活性氧(ROS)来实现光催化消毒。在RP/ZnO异质结界面处，能实现光激发载流子的高效运输，所以LED光催化产生的ROS可用于快速杀死细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)。
本发明的另一个目的是，提供一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法。
本发明的另一个目的是，提供一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜在手机屏幕上的应用。在手机等电子设备屏幕表面形成一层抗菌涂层，通过抗菌涂层捕获屏幕表面发出的LED光来实现快速的光催化消毒。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜，所述红磷/氧化锌异质结薄膜包括红磷薄膜和氧化锌薄膜，所述红磷薄膜为采用化学气相沉积法制备的纤维相红磷薄膜，所述红磷薄膜上采用原子层沉积法设置有纳米氧化锌薄膜。
上述技术方案中，所述红磷/氧化锌异质结薄膜设置在玻璃基板上。
一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备红磷薄膜，
在基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：红磷粉末预处理，去除红磷粉末表面的磷氧化物杂质；将预处理后的红磷和基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备，所述红磷薄膜厚度为1.0～2.0μm；
步骤2，制备纳米氧化锌薄膜，在步骤2完成后得到的沉积红磷薄膜上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米氧化锌薄膜，所述纳米氧化锌厚度为30～60nm，最终获得利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜。
一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底进行超声清洗，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：红磷粉末预处理，去除红磷粉末表面的磷氧化物杂质；将预处理后的红磷和预处理后的基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备，所述红磷薄膜厚度为1.0～2.0μm；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，所述纳米ZnO厚度为30～60nm，最终获得以玻璃为基底的红磷/氧化锌异质结薄膜。
上述技术方案中，所述步骤1，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
上述技术方案中，所述步骤2中，所述红磷粉末预处理过程为：将红磷粉末放在200℃下，水热处理9-15h，缓慢降至室温，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理。
上述技术方案中，所述步骤2中，所述的将预处理后的红磷和预处理后的基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备过程为：采用氩气保护，以10℃/min升温速率，升温至650℃，并维持该温度5h，以5℃/min降温速率，降温至350℃，并维持该温度2h，最后缓慢降至室温。
上述技术方案中，所述步骤3中，所述的原子层沉积法镀一层均匀的纳米ZnO薄膜过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为80-120℃，沉积压强为20-40Pa，沉积流量为10-20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为200-400，获得纳米ZnO薄膜。
上述技术方案中，所述步骤3中，所述的原子层沉积法镀一层均匀的纳米ZnO薄膜过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为300，获得纳米ZnO薄膜。
将上述技术方案中制备的红磷/氧化锌异质结薄膜在手机等电子设备的屏幕上进行杀菌的应用，所述电子设备具有LED发光屏幕。
将上述技术方案中制备的的红磷/氧化锌异质结薄膜在改善电子设备屏幕性能中的应用。
将上述技术方案中制备的红磷/氧化锌异质结薄膜在电子设备的屏幕上进行杀菌的应用。
本发明的优点和有益效果为：
磷是地球中含量丰富且分布广泛的元素，在地球上有大约1000亿吨。元素P存在三种同素异形体，包括白磷，黑磷和红磷(RP)，其中红磷(非晶态和结晶态)已被用于可见光下的光催化产氢和分解水。更重要的是，红磷无毒，相对稳定，经济和环保。纤维相红磷是直接带隙半导体，禁带宽度为1.5eV，因此在太阳能驱动的光催化杀菌中具有巨大应用潜力。
通过设计异质结类型的光催化系统是克服ZnO的光催化效率较差的有效策略，因为异质结结构可以有效地改善光激发电子-空穴分离并显著扩展太阳光光谱的适用范围。在异质结构中，光激发的电荷不仅沿着每个单一组分的表面传输，而且还会在界面处传输。值得注意的是，光激发电荷在异质结构界面的有效传输能显著改善光催化活性。因此，通过设计异质结类型来构建异质界面，对于光催化消毒应用和生物医学装置的灭菌是非常必要的。
本发明制备一种RP/ZnO异质结薄膜吸收LED光产生大量活性氧(ROS)来实现光催化消毒。在RP/ZnO异质结界面处，能实现光激发载流子的高效运输，所以LED光催化产生的ROS可用于快速杀死细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)。
采用CVD的方法在基底上镀一层纤维相红磷的薄膜能够十分均匀，结合力好，同时可通过调控相关参数控制红磷的厚度。相比于无定形红磷，纤维相红磷具有更好的光催化效果。纤维相红磷无毒，具有很好的生物相容性。
采用ALD的方法在基底上镀一层纳米ZnO薄膜的厚度精确可控，具有光催化抗菌效果。相比较于抗生素等有机抗菌剂，纳米ZnO薄膜在光照下具有快速、广谱和高效的抗菌性，且具有一定的生物相容性。
制备方法简单易行，无有毒有害气体产生，经济环保，采用本发明技术制备表面具有光催化杀菌的红磷-氧化锌异质结薄膜材料，实施难度小，设备投入少，消耗资源少。
红磷-氧化锌异质结薄膜具有优异的结合力、良好的透光性和广谱的抗菌性；同时红磷-氧化锌异质结薄膜具有较好的生物相容性；该光催化系统可以有效地改善光激电子和空穴的分离，并显著拓宽材料在整个太阳光谱的可见光吸收范围；其中，异质结界面上高效的光激发电荷输运在提高光催化活性方面起着突出的作用，能高效产生ROS，达到杀菌效果。
附图说明
图1(A)为玻璃的光学图片和图1(B)为玻璃上制备的RP/ZnO薄膜的光学图片(标尺为0.5cm)；图1(C)为手机屏保玻璃的光学图和图1(D)为手机屏保玻璃上制备的RP/ZnO薄膜的光学图片(标尺为5cm)；
图2为实施例2的步骤2中获得的红磷薄膜的TEM图；
其中，图2(A)为低倍TEM图，(B)高倍TEM图；
图3为实施例2的SEM图：
其中，图3(A)为实施例2的步骤2中获得的红磷薄膜的低倍SEM图，
图3(B)为实施例2的步骤2中获得的红磷薄膜的高倍SEM图，
图3(C)为实施例2的步骤3中获得RP/ZnO薄膜的低倍SEM图，
图3(D)为实施例2的步骤3中获得RP/ZnO薄膜的高倍SEM图；
图4(A)为利用手机屏幕的LED灯实现光催化抗菌的示意图，
图4(B)为未覆膜玻璃上S.aureus(金黄色葡萄球菌)的空白对照平板倒扣图，
图4(C)为RP/ZnO薄膜上S.aureus(金黄色葡萄球菌)的平板倒扣图，
图4(D)为未覆膜玻璃上E.coli(大肠杆菌)的空白对照平板倒扣图，
图4(E)为RP/ZnO薄膜上E.coli(大肠杆菌)的平板倒扣图；
图5为LED灯照射下的RP/ZnO薄膜的抗菌率图；
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
一种利用LED光催化消毒的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：
1)红磷粉末预处理，将红磷粉末放在200℃下，水热处理12h，缓慢降至室温，，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理；
2)将预处理的红磷和清洗的石英玻璃放在CVD炉子中进行所述红磷薄膜制备过程，先以2sccm速率通入氩气，然后10℃/min升温速率到650℃，保温5h；
3)以5℃/min降温速率到350℃，再保温2h，最后缓慢降至室温；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为200，最终获得以玻璃为基底的红磷-氧化锌异质结薄膜。
实施例二
一种利用LED光催化消毒的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：
1)红磷粉末预处理，将红磷粉末放在200℃下，水热处理12h，缓慢降至室温，，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理；
2)将预处理的红磷和清洗的石英玻璃放在CVD炉子中进行所述红磷薄膜制备过程，先以2sccm速率通入氩气，然后10℃/min升温速率到650℃，保温5h；
3)以5℃/min降温速率到350℃，再保温2h，最后缓慢降至室温；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为300，最终获得以玻璃为基底的红磷-氧化锌异质结薄膜。
实施例三
一种利用LED光催化消毒的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：
1)红磷粉末预处理，将红磷粉末放在200℃下，水热处理12h，缓慢降至室温，，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理；
2)将预处理的红磷和清洗的石英玻璃放在CVD炉子中进行所述红磷薄膜制备过程，先以2sccm速率通入氩气，然后10℃/min升温速率到650℃，保温5h；
3)以5℃/min降温速率到350℃，再保温2h，最后缓慢降至室温；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为400，最终获得以玻璃为基底的红磷-氧化锌异质结薄膜。
实施例四
一种利用LED光催化消毒的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：
1)红磷粉末预处理，将红磷粉末放在200℃下，水热处理12h，缓慢降至室温，，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理；
2)将预处理的红磷和清洗的石英玻璃放在CVD炉子中进行所述红磷薄膜制备过程，先以2sccm速率通入氩气，然后10℃/min升温速率到650℃，保温5h；
3)以5℃/min降温速率到350℃，再保温1h，最后缓慢降至室温；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为300，最终获得以玻璃为基底的红磷-氧化锌异质结薄膜。
实施例五
一种利用LED光催化消毒的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法(CVD)制备红磷薄膜，包括：
1)红磷粉末预处理，将红磷粉末放在200℃下，水热处理12h，缓慢降至室温，，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理；
2)将预处理的红磷和清洗的石英玻璃放在CVD炉子中进行所述红磷薄膜制备过程，先以2sccm速率通入氩气，然后10℃/min升温速率到650℃，保温5h；
3)以5℃/min降温速率到350℃，再保温3h，最后缓慢降至室温；
步骤3，制备纳米ZnO薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法(ALD)镀一层均匀的纳米ZnO薄膜，过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米ZnO薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为300，最终获得以玻璃为基底的红磷-氧化锌异质结薄膜。
下表1中，针对不同实施例的参数总结为实施例一至实施例五中步骤二或步骤三对应产物的厚度，其中，CVD保温时间指各实施例中步骤2中3)所述的保温时间；(其中，ALD制备ZnO纳米薄膜厚度是通过椭圆偏振仪检测得到的数据，CVD制备RP薄膜厚度是通过SEM截面检测得到的数据。)
表1各实施例中对应产物的厚度
Figure BDA0001851289890000081
由上表1可知，对ALD循环次数进行调节可以控制ZnO薄膜对应的厚度，而对CVD保温时间进行调节可以控制RP(红磷)薄膜对应的厚度。
另外，还对实施例2中步骤1获得的玻璃(Glass)、步骤2在玻璃基底上获得的红磷薄膜(Glass-RP)和步骤3在沉积有红磷薄膜的基底上获得的RP/ZnO薄膜(Glass-RP/ZnO)这三种样品进行了一系列表征。
CVD制备红磷薄膜的工艺主要是通过高温将无定形红磷气化后低温沉降到基底表面形成纤维相红磷薄膜。而ALD制备纳米氧化锌薄膜的工艺主要是通过在一个循环里完成二乙基锌和水的化学反应形成ZnO，然后通过循环次数精确控制纳米氧化锌薄膜的生长。如图1(B)和图1(D)分别展示了玻璃上制备的RP/ZnO薄膜和手机屏保玻璃上制备的RP/ZnO薄膜的光学图片。相比于未覆膜的(A)玻璃和未覆膜的(C)手机屏保玻璃，沉积有RP/ZnO薄膜的的样品都展示出了良好的透光性。
如图2(A)所示，低倍的TEM图像展示了纤维相红磷的薄片状结构，而图2(B)的高倍TEM图像显示了红磷薄膜的晶面间距为
Figure BDA0001851289890000091
纤维相红磷的(001)晶面相对应。
如图3(A)展示了Glass-RP的低倍SEM图和图3(B)Glass-RP的高倍SEM图；图3(C)展示了Glass-RP/ZnO的低倍SEM图和图3(D)Glass-RP/ZnO的高倍SEM图，其中图3(A)和(C)低倍图显示RP薄膜和RP/ZnO薄膜都非常致密均匀，表现出良好的成膜性。另外，通过对比图3(B)和(D)高倍图可以发现RP/ZnO相比于RP有明显的纳米氧化锌薄膜的生成，表明RP/ZnO薄膜的成功制备。
如图4(A)展示了利用RP/ZnO薄膜捕获手机屏幕的LED灯光实现光催化抗菌示意图。图4(B)～图4(E)是在菌液浓度为105CFU/mL，手机LED灯光照1h时相应的平板倒扣图(大肠杆菌：E.coli，金黄色葡萄球菌：S.aureus)显示RP/ZnO薄膜组相比于空白对照组具有更少的细菌，这充分说明了RP/ZnO薄膜具有优异的光催化抗菌活性，也充分表明了RP/ZnO薄膜应用于手机屏幕消毒的潜力。
如图5描述了在LED灯(PLS-LED100B，2kW m-2)照射下RP/ZnO薄膜组对是在菌液浓度为107CFU/mL的E.coli和S.aureus相应的抗菌率计算图，RP/ZnO薄膜在LED灯光灯下展示了较高的抗菌率，在20min内对S.aureus的抗菌率达到94.83±1.85％，在10min内对E.coli抗菌率达到98.65±1.12％。结果表明，短时间内RP/ZnO薄膜对S.aureus和E.coli具有很好的光催化杀菌效果和广谱杀菌性。其中误差棒表示平均值±标准偏差：***P<0.001(t检验)。
上文中未详细描述的各试功能验证步骤，均使用常规方式获得(例如，图1至图5以及参数总结表的获得，均为常规方式获得，因此，对其过程不做详细赘述)。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜，其特征在于，所述红磷/氧化锌异质结薄膜包括红磷薄膜和氧化锌薄膜，所述红磷薄膜为采用化学气相沉积法制备的纤维相红磷薄膜，所述红磷薄膜上采用原子层沉积法设置有纳米氧化锌薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜，其特征在于，所述红磷/氧化锌异质结薄膜设置在玻璃基板上。
3.一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备红磷薄膜，
在基底表面采用化学气相沉积法制备红磷薄膜，包括：红磷粉末预处理，去除红磷粉末表面的磷氧化物杂质；将预处理后的红磷和基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备，所述红磷薄膜厚度为1.0～2.0μm；
步骤2，制备纳米氧化锌薄膜，在步骤2完成后得到的沉积红磷薄膜上用原子层沉积法镀一层均匀的纳米氧化锌薄膜，所述纳米氧化锌厚度为30～60nm，最终获得利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜。
4.一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，基底预处理，将所述基底进行超声清洗，室温下自然干燥，所述基底为玻璃；
步骤2，制备红磷薄膜，
在步骤1完成后得到的基底表面采用化学气相沉积法制备红磷薄膜，包括：红磷粉末预处理，去除红磷粉末表面的磷氧化物杂质；将预处理后的红磷和预处理后的基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备，所述红磷薄膜厚度为1.0～2.0μm；
步骤3，制备纳米氧化锌薄膜，在步骤2完成后得到的沉积有红磷薄膜的玻璃基底上用原子层沉积法镀一层均匀的纳米氧化锌薄膜，所述纳米氧化锌厚度为30～60nm，最终获得以玻璃为基底的利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1，将所述基底依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗15分钟，室温下自然干燥，所述基底为玻璃。
6.根据权利要求4所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述红磷粉末预处理过程为：将红磷粉末放在200℃下，水热处理9-15h，缓慢降至室温，所得粉末进行真空干燥，之后研磨至100微米以下，完成红磷粉末预处理。
7.根据权利要求4所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述的将预处理后的红磷和预处理后的基底置于化学气相沉积设备中进行所述红磷薄膜制备过程为：采用氩气保护，以10℃/min升温速率，升温至650℃，并维持该温度5h，以5℃/min降温速率，降温至350℃，并维持该温度2h，最后缓慢降至室温。
8.根据权利要求4所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述的原子层沉积法镀一层均匀的纳米氧化锌薄膜过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米氧化锌薄膜，在沉积温度为80-120℃，沉积压强为20-40Pa，沉积流量为10-20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为200-400，获得纳米氧化锌薄膜。
9.根据权利要求4所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述的原子层沉积法镀一层均匀的纳米氧化锌薄膜过程为：以二乙基锌和水做为锌源和氧源制备纳米氧化锌薄膜，在沉积温度为100℃，沉积压强为40Pa，沉积流量为20sccm的条件下，以水脉冲0.1s、高纯氮清洗20s、二乙基锌脉冲0.1s、高纯氮清洗20s作为一个循环进行沉积，循环次数为300，获得纳米氧化锌薄膜。
10.一种将红磷/氧化锌异质结薄膜在电子设备的屏幕上进行杀菌的应用，所述电子设备具有LED发光屏幕，其特征在于，所述红磷/氧化锌异质结薄膜为权利要求1或2所述的一种利用屏幕LED光催化消毒的红磷/氧化锌异质结薄膜。
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