CN115260682B - 一种可回收再生光催化保鲜膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可回收再生光催化保鲜膜的制备方法。本发明的方法包括以下步骤：将尿素与二氧化钛前驱体煅烧复合得到氮化碳/二氧化钛纳米粒子；将壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液混合并搅拌得到共混液，向共混液中加入氮化碳/二氧化钛纳米粒子得到成膜液，然后将成膜液均匀流延到模具中，干燥，得到氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。本发明利用氮化碳对二氧化钛进行半导体复合改性，通过氢键作用均匀稳定分散到壳聚糖/聚乙烯醇中，只需在室内可见光下即可具有抗菌性能和对乙烯等气体的降解作用，从而显著提升保鲜效果。此外，光催化膜可进行回收再生，无二次污染，对环境友好，可应用于食品、果蔬、生鲜等包装保鲜领域。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料及保鲜材料领域，具体涉及一种可回收再生光催化保鲜膜的制备方法。
背景技术
我国既是最大的果蔬生产国，也是最大的果蔬消费国。然而，我国果蔬损耗率达20-30％，国家经济损失巨大。果蔬高损耗是由采收不当、采后处理技术落后、贮藏条件不到位等原因造成的，而其中果蔬的保鲜问题贯穿全程，所以保鲜难题成为果蔬降低损耗的关键点，也是其痛点所在。
一般而言导致果蔬腐败主要有外界作用和自身作用两个方面，即细菌作用导致的腐败和果蔬生命活动导致果蔬品质的下降。这两方面的因素往往同时存在，相互促进，共同加剧果蔬的腐败。
光催化技术能够在室温下深度氧化有机物，使其分解为CO2和H2O，还对通过催化剂的空气具有良好的杀菌能力。利用光催化技术处理果蔬贮藏空间的气体，通过分解果蔬在贮藏期间释放的乙烯，减少贮藏空间内乙烯的含量，抑制果蔬的过度熟化。光催化氧化过程也是一个消耗氧气和产生二氧化碳的过程，对于储藏室的密闭小空间而言，可以减少少量氧气和增加一定量的二氧化碳，有利于抑制果蔬的呼吸作用。此外，气体中残余的细菌在光的作用下，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡；同时，短波紫外线会将短波段的光与空气中的氧气结合产生臭氧，臭氧会进一步杀灭贮藏环境的细菌达到抗菌保鲜的目的。
TiO2作为良好的光催化剂，是目前研究最为活跃的无机纳米材料，具有粒径小、比表面积大、表面活性高、光吸收性能好且吸收紫外线能力强等独特的性能。然而二氧化钛纳米颗粒存在禁带宽度过宽、只能通过紫外光激发、太阳光利用率低等问题，无法应用于塑料包装材料的抗菌保鲜。使用非金属和金属掺杂以及窄带半导体纳米微粒复合等方法对二氧化钛进行改性，可以拓宽二氧化钛对光谱的吸收到可见光范围并提高其光吸收效率。
另外，目前市场上常用的聚乙烯保鲜膜，使用过后容易造成环境污染，因此，如何在保证保鲜效果的同时，还能尽可能减小对环境的污染，是保鲜材料领域要解决的重要问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可回收再生光催化保鲜膜的制备方法。本发明利用氮化碳对TiO2进行复合改性提高光催化性能，再将复合纳米材料引入到壳聚糖与聚乙烯醇基底中，制备的复合膜兼具了壳聚糖与聚乙烯醇的抗菌性、成膜性、吸附性、生物相容性，以及纳米光催化剂的抗菌性、光催化活性等特性。此外，聚乙烯醇分子链上含有大量的羟基，与壳聚糖上的氨基可形成氢键，提高材料的机械性能和化学性能。基于此，回收后再生的光催化抗菌保鲜膜也具有良好的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用碱水热法制备二氧化钛前驱体；将尿素与二氧化钛前驱体按重量比(0.7-0.9)：1混合后，于450-550℃高温条件下复合3-5h，得到氮化碳/二氧化钛纳米粒子；
(2)将壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液在55-65℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入步骤(1)制备的氮化碳/二氧化钛纳米粒子，搅拌均匀，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，干燥，制备得到氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。
优选的，步骤(1)中，碱水热法制备二氧化钛前驱体的方法为：将钛酸四丁酯、乙醇、硫酸和去离子水混合搅拌，在150-180℃保持3-4h；用乙醇洗涤后，将沉淀物与NaOH水溶液混合，再在150-180℃热处理20-25h，抽滤，干燥，制备得到二氧化钛前驱体。
本发明采用碱水热法先制得二氧化钛前驱体，然后与尿素均匀混合后，高温煅烧，得到氮化碳/二氧化钛纳米粒子。所制备的纳米粒子具有明显的多孔结构，既有助于光催化活性的提高，又有助于纳米粒子在壳聚糖溶液-聚乙烯醇溶液中的均匀分散。良好的分散性，也有助于光催化保鲜膜的回收再生的制备及性能的保持。
优选的，步骤(2)中，壳聚糖溶液的浓度为25g/L；聚乙烯醇溶液的浓度为50g/L；所述壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液的体积比为1:1。
优选的，步骤(2)中，氮化碳/二氧化钛纳米粒子与共混液的加入量比为(0.05-0.1)g:40mL。
本发明的第二方面，提供上述制备方法制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。
本发明制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜是一种可回收再生光催化保鲜膜，其具有至少如下特性：
(1)在LED光条件下的光催化活性；
(2)抗菌性；
(3)可回收再生性能。
本发明的第三方面，提供上述氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜在果蔬保鲜中的应用。
上述应用中，优选的，所述果蔬为草莓。
本发明的第四方面，提供一种利用上述氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行果蔬保鲜的方法，包括以下步骤：
将待保鲜处理的果蔬放入盒中，用氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行覆盖封闭，然后置于LED灯照射下进行保藏。
本发明的第五方面，提供一种对上述氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行回收再生处理的方法，包括以下步骤：
在95℃下，将氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜溶解于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌，得到成膜液；然后将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，得到再生的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。
本发明的有益效果：
本发明利用氮化碳与TiO2之间形成的异质结，提高光催化性能，再通过氢键作用将复合纳米材料引入到壳聚糖与聚乙烯醇共混膜中，充分发挥了壳聚糖与聚乙烯醇的抗菌性、成膜性、吸附性、生物相容性以及纳米光催化剂的抗菌性、光催化活性等特性，可以实现对乙烯的光催化降解和对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的灭活，以及回收再生解决了污染和资源浪费问题，在食品、果蔬、生鲜等包装保鲜领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1：本发明制备的氮化碳/二氧化钛纳米颗粒和氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的扫描电镜图；图中(a，b，c)是氮化碳/二氧化钛纳米颗粒在不同倍镜尺寸下的扫描电镜照片，从中可以看到，所得氮化碳/二氧化钛纳米颗粒结构基本都为微球结构，尺寸分布较为均一，表面具有花簇状形貌，是由TiO2纳米线微球和氮化碳复合得到的，比表面积较大，具有较多的活性位点；图中(d)是氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜横表面的扫描电镜照片，图中(e，f)是氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜纵截面的扫描电镜照片，从中可以看到，氮化碳/二氧化钛纳米颗粒均匀分散在壳聚糖/聚乙烯醇基底上。这种均匀分散，不仅可以让光催化抗菌保鲜膜更好的发挥光催化性能，而且更容易稳定负载在共混膜上。图中(g)是壳聚糖/聚乙烯醇膜横表面的扫描电镜照片，图中(h，i)是壳聚糖/聚乙烯醇膜纵截面的扫描电镜照片，可以看到，壳聚糖/聚乙烯醇膜紧密且比较光滑。
图2：不同条件下草莓的状态；从图2可以看出，在不同条件下初始草莓的状态皆良好，草莓色泽鲜亮、饱满、无菌落；经过80h光照后，草莓出现了不同的状态，对比发现氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜保鲜的草莓状态最好(g-C3N4/TiO2/CS/PVA)。空气中没有任何膜覆盖保护的草莓，在光照80h后出现色泽暗沉、缩水、大量菌落、腐败等现象(Without film)；PE膜覆盖保护的草莓，在光照80h后出现色泽暗沉、大量菌落等现象(PEfilm)；但是制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化抗菌保鲜膜覆盖保护的草莓，在光照80h后草莓基本没变化，色泽鲜亮、饱满、无菌落。
图3：草莓在不同条件下发生腐败时的时间变化。由图可以看出，氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜保鲜的草莓效果最好。
图4：再生前后氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的实际图片；图4a是初次制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；图4b是用完回收后经加热溶解、流延和干燥等过程再生的光催化抗菌保鲜膜实际图片。从图4可以看出，再生后膜的厚度发生一定的变化，但是光催化抗菌保鲜效果没有较大变化。
图5：再生前后氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的拉伸强度变化。
图6：再生前后氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的抗菌效果变化。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如前所述，二氧化钛纳米颗粒存在禁带宽度过宽、只能通过紫外光激发、太阳光利用率低等问题，无法应用于塑料包装材料的抗菌保鲜。保鲜膜的用完回收再生对环境保护和节约资源具有现实和长远的意义。在我国还存在着白色污染等问题，回收再利用是一条之有效的技术途径。
基于此，为解决二氧化钛在单独使用时所存在的上述问题，本发明采用半导体复合改性方法并回收再生技术，利用氮化碳与TiO2之间形成的异质结，提高光催化性能，再通过氢键作用将复合纳米材料引入到壳聚糖与聚乙烯醇共混膜中。本发明利用氮化碳对TiO2进行复合改性提高光催化性能，再将复合纳米材料引入到壳聚糖与聚乙烯醇基底中，充分利用了壳聚糖与聚乙烯醇的抗菌性、成膜性、吸附性、生物相容性以及纳米光催化剂的抗菌性、光催化作用等特性，在食品、果蔬、生鲜等包装保鲜领域具有广泛的应用前景。
虽然壳聚糖和聚乙烯醇作为保鲜膜的基础膜材是现有的，但是研究者一般侧重于其降解性能，使其不造成白色污染。我们从回收再利用方面考虑，节约资源且不产生污染，符合国家资源利用和环境保护方面的发展战略。
在本回收再生性能研究中，我们更强调的是光催化剂的回收再利用性能，光催化剂在回收再利用过程中仍然能够均匀分散到膜中，同时，回收再生膜仍具有较好的力学性能和保鲜性能，所以，这是本发明的一大创新点，解决了保鲜膜的污染问题和资源浪费问题。
本发明主要是通过调整负载氮化碳/二氧化钛纳米颗粒的尺寸、形貌、质量以提高保鲜性能。最后通过加热溶解、流延、干燥达到回收再生的目的。聚乙烯醇分子链上含有大量的羟基，与壳聚糖上的氨基可形成氢键，回收再生后材料还具有良好的机械性能和化学性能。再生后氮化碳/二氧化钛纳米颗粒均匀稳定负载在壳聚糖/聚乙烯醇共混膜上，性质不发生改变，还表现出良好的保鲜性能。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。未注明详细条件的实验方法是按照常规试验方法或按照供应商所建议的操作说明书进行的。
实施例1：氮化碳/二氧化钛纳米粒子的制备
采用碱水热法制备二氧化钛前驱体，将5.1g钛酸四丁酯、75mL乙醇、0.33mL浓硫酸(98％)和0.3mL去离子水混合搅拌，然后在160℃下保持3.5小时，用乙醇洗涤数次后沉淀0.5g与50mL 10mol/L的NaOH水溶液混合，再在130℃热处理24小时。抽滤并干燥，得到二氧化钛前驱体。
最后将0.8g尿素与1.0g二氧化钛前驱体于500℃复合处理4h，得到氮化碳/二氧化钛纳米粒子。
本实施例制备的氮化碳/二氧化钛纳米粒子的扫描电镜图如图1中a-c所示，从中可以看到，所得氮化碳/二氧化钛纳米颗粒结构基本都为微球结构，尺寸分布较为均一，表面具有花簇状形貌，是由TiO2纳米线微球和氮化碳复合得到的，比表面积较大，具有较多的活性位点。
实施例2：氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的制备
将0.5g壳聚糖于60～70℃溶解于20mL 2.5V％的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；将1g聚乙烯醇于90～95℃溶解于20mL去离子水中，得到聚乙烯醇溶液。
将20ml壳聚糖溶液与20ml聚乙烯醇溶液在60℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入0.05g实施例1制备的氮化碳/二氧化钛纳米粒子，用磁力搅拌器搅拌，搅拌的速度为400rpm/min，搅拌的时间为3h，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，制备得到氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；将其标记为0.05g g-C3N 4/TiO2/CS/PVA。
实施例3：氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的制备
将0.5g壳聚糖于60～70℃溶解于20mL 2.5V％的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；将1g聚乙烯醇于90～95℃溶解于20mL去离子水中，得到聚乙烯醇溶液。
将20ml壳聚糖溶液与20ml聚乙烯醇溶液在60℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入0.1g实施例1制备的氮化碳/二氧化钛纳米粒子，用磁力搅拌器搅拌，搅拌的速度为400rpm/min，搅拌的时间为3h，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，制备得到氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；将其标记为0.1g g-C3N 4/TiO2/CS/PVA。
实施例4：壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的制备
将0.5g壳聚糖于60～70℃溶解于20mL 2.5V％的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；将1g聚乙烯醇于90～95℃溶解于20mL去离子水中，得到聚乙烯醇溶液。
将20ml壳聚糖溶液与20ml聚乙烯醇溶液在60℃温度条件下混合搅拌得到共混液；共混液用磁力搅拌器搅拌，搅拌的速度为400rpm/min，搅拌的时间为3h，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，制备得到壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜；将其标记为CS/PVA。
实施例5：氮化碳/壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的制备
将0.5g壳聚糖于60～70℃溶解于20mL 2.5V％的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；将1g聚乙烯醇于90～95℃溶解于20mL去离子水中，得到聚乙烯醇溶液。
将20ml壳聚糖溶液与20ml聚乙烯醇溶液在60℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入0.05g氮化碳，用磁力搅拌器搅拌，搅拌的速度为400rpm/min，搅拌的时间为3h，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，制备得到氮化碳/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；将其标记为g-C3N 4/CS/PVA。
实施例6：二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的制备
将0.5g壳聚糖于60～70℃溶解于20mL 2.5V％的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；将1g聚乙烯醇于90～95℃溶解于20mL去离子水中，得到聚乙烯醇溶液。
将20ml壳聚糖溶液与20ml聚乙烯醇溶液在60℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入0.05g二氧化钛纳米颗粒，用磁力搅拌器搅拌，搅拌的速度为400rpm/min，搅拌的时间为3h，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，制备得到二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜；将其标记为TiO2/CS/PVA。
实施例2制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的扫描电镜图如图1中d-f所示；实施例4制备的壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的扫描电镜图如图1中g-i所示。
应用例：
利用实施例2-实施例6制备的保鲜膜进行草莓保鲜处理，并以市售PE膜和不用保鲜膜处理作为对照，具体如下：
选择状态基本相同的草莓为试验对象，随机分成7个处理，其中：
处理1：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的实施例2制备的保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理2：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的实施例3制备的保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理3：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的实施例4制备的保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理4：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的实施例5制备的保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理5：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的实施例6制备的保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理6：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，不覆盖任何物质，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
处理7：将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的PE膜(商购)，然后置于室内的LED灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
记录上述各个处理的草莓出现缩水、菌落产生等状态变化的时间；若在80h内未出现缩水和菌落产生现象，则继续进行观察。
处理1、处理6和处理7的草莓初始状态和80h光照后状态的照片如图2所示；不同处理的草莓发生腐败的时间如图3所示。
结果表明：
处理1的草莓在80h时未出现缩水、菌落产生等情况。继续进行光照，发现在92h草莓出现缩水、菌落产生等情况。
处理2的草莓在72h时才出现轻微缩水、较少量菌落产生等情况。80h后草莓出现色泽暗沉、一定量菌落、腐败等现象。
处理3的草莓在36h时就出现了缩水、较少量菌落产生；80h后草莓出现色泽暗沉、大量菌落、腐败等现象。
处理4的草莓在60h时出现了缩水、较少量菌落产生；80h后草莓出现色泽暗沉、一定量菌落、腐败等现象。
处理5的草莓在48h时出现了缩水、较少量菌落产生。80h后草莓出现色泽暗沉、大量菌落、腐败等现象。
处理6和处理7的草莓在24h时就出现了缩水、较少量菌落产生。80h后草莓出现色泽暗沉、大量菌落、腐败等现象。
相较于处理7，实施例4制备的壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜具有较小的抗菌保鲜性能，仅仅增加了12h，是PE膜保鲜性能的1.5倍。
相较于实施例4制备的壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜，实施例2制备的保鲜膜的保鲜时间增加了56h；而实施例5制备的保鲜膜相较于实施例4的壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的保鲜时间增加了24h；实施例6制备的保鲜膜相较于实施例4的壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的保鲜时间增加了12h。这说明氮化碳和二氧化钛共同改性壳聚糖/聚乙烯醇，在果蔬保鲜方面具有协同增效作用。
实施例7：氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的回收再生
将处理1(实施例2制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜)使用后的保鲜膜进行回收再生处理。
在95℃下，将处理1使用后的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜溶解于40mL去离子水中，然后用磁力搅拌器搅拌，得到成膜液。然后将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，得到再生氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜(Recycled Film)。
再生前后氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的实际图片如图4所示，图4中a是初次制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；图4中b是用完回收后经加热溶解、流延和干燥等过程再生的光催化抗菌保鲜膜实际图片。从图4可以看出，再生后膜的厚度发生一定的变化，但是光催化抗菌保鲜效果没有较大变化。
再生前后氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的拉伸强度变化如图5所示；抗菌效果变化如图6所示。
利用再生后的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜对草莓进行保鲜处理，具体如下：
将三颗状态基本相同的草莓放进10cm*5cm*5cm的试剂盒里，上层覆盖10cm*10cm的再生氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜，密闭性要高，然后置于室内的灯光下照射80小时，最后观察草莓的状态。
实验结果表明，草莓在80h时才出现轻微缩水、较少量菌落产生等情况。80h后草莓出现色泽暗沉、一定量菌落、腐败等现象。相较于再生前的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化抗菌保鲜膜，性能仅出现了轻微的下降。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 采用碱水热法制备二氧化钛前驱体；将尿素与二氧化钛前驱体按重量比(0.7-0.9)：1混合后，于450-550℃高温条件下复合3-5h，得到氮化碳/二氧化钛纳米粒子；
(2) 将壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液在55-65℃温度条件下混合搅拌得到共混液；向共混液中加入步骤(1)制备的氮化碳/二氧化钛纳米粒子，搅拌均匀，得到成膜液；将成膜液均匀流延到模具中，干燥，制备得到氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜；
步骤(1)中，碱水热法制备二氧化钛前驱体的方法为：将钛酸四丁酯、乙醇、硫酸和去离子水混合搅拌，在150-180℃保持3-4h；用乙醇洗涤后，将沉淀物与NaOH水溶液混合，再在150-180℃热处理20-25h，抽滤，干燥，制备得到二氧化钛前驱体；
步骤(2)中，氮化碳/二氧化钛纳米粒子与共混液的加入量比为0.05g:40mL；
步骤(2)中，壳聚糖溶液的浓度为25g/L；聚乙烯醇溶液的浓度为50g/L；所述壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液的体积比为1:1。
2.由权利要求1所述的制备方法制备的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。
3.权利要求2所述的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜在果蔬保鲜中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述果蔬为草莓。
5.一种利用权利要求2所述的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行果蔬保鲜的方法，包括以下步骤：
将待保鲜处理的果蔬放入盒中，用权利要求2所述的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行覆盖封闭，然后置于LED灯照射下进行保藏。
6.一种对权利要求2所述的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜进行回收再生处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在95℃下，将权利要求2所述的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜溶解于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌，得到成膜液；然后将成膜液均匀流延到模具中，转移至恒温烘箱干燥，得到再生的氮化碳/二氧化钛/壳聚糖/聚乙烯醇光催化保鲜膜。
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| Title |
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| PVA-CS-TiO2复合薄膜制备与表征;王鑫春;中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑(第11期);B016-47 * |
| TiO2附载玻璃纤维光催化性能的研究;潘锋等;2004年中国材料研讨会;212-218 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115260682A (zh) | 2022-11-01 |
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