水体中存在的大量致病微生物严重威胁人类健康，而传统饮用水消毒杀菌技术如氯消毒等则存在诸多弊端，如产生致癌消毒副产物、余氯影响饮用水口感、无法彻底杀灭包囊微生物等。因此寻求更高效、安全的饮用水消毒替代技术已成为当前水消毒领域的研究热点。基于半导体光催化剂的光催化/光电催化消毒技术因为其具有更强的消毒能力、节能环保、不生成毒害副产物及可实现系统自净化等优势近年来倍受研究者关注。但是由于目前采用的光催化杀菌研究体系的差异性，诸如催化剂、目标微生物及检测方法和指标等，导致目前对于光催化/光电催化消毒机理的研究并不透彻。

　　中国科学院广州地球化学研究所博士生孙红卫及其导师安太成研究员和李桂英副研究员利用TiO₂纳米管作为光阳极，以大肠杆菌作为目标微生物的代表，系统研究了该体系中光催化/光电催化杀菌的机理。该研究证明光催化/光电催化体系中生成的高浓度活性氧物种是其杀菌作用的关键，固定化催化剂光阳极消毒体系中起主要杀菌作用的是光照过程中原位生成的H₂O₂，而粉末悬浮催化剂体系中发挥主要杀菌作用的则是光生h⁺及^•OH。活性氧物种对细菌的攻击可造成细菌的抗氧化酶，如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶(SOD)，活力的下降及细胞膜损伤，导致胞内物质特别是蛋白质和DNA的逐渐氧化损伤及泄漏。该研究进一步明晰了光催化/光电催化杀菌机理，在其基础上提出了一种系统研究光催化/光电催化杀灭病原微生物机理的可供参照的系统研究方法及思路。

　　该研究成果已发表在Environmental Science & Technology 杂志上 (H.W. Sun, G.Y. Li, X. Nie, H.X. Shi, P. K. Wong, H.J. Zhao, T.C. An*, Systematic approach to in-depth understanding of photoelectrocatalytic bacterial inactivation mechanisms by tracking the decomposed building blocks. Environ Sci Technol 2014, 48 (16), 9412-9419)。

广州地化所光催化/光电催化杀菌机理研究取得进展