2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜及其制法附图说明" src="/d/file/p/2020/12-01/b06d6d61648f9fa52d1f533e6e5ec63a.gif" />
一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜及其制法
技术领域
本发明涉及抗菌纤维素膜技术领域，具体为一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜及其制法。
背景技术
羧甲基纤维素是纤维素通过羧甲基化，得到的一种阴离子型纤维素醚类化合物，具有安全、无毒、成膜性好、可生物可降解性等优点，广泛用于肉制品、禽蛋、果蔬等保鲜以及包装材料中，因此进一步提高羧甲基纤维素材料的抗菌性能成文研究热点。
抗菌材料指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料，在医疗领域、家庭用品、家用电器、食品包装等领域有极其广阔的应用前景，目前的抗菌材料如抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌薄膜等通常是将抗菌剂添加进材料基体中，赋予材料抗菌功能，抗菌剂主要有氧化锌、银离子、纳米银、季铵盐类、双呱类化合物等，可以分为接触反应型抗菌剂和光催化反应型抗菌剂。
二氧化钛是目前最常用的光催化型抗菌剂，在紫外光照射下，可以产生光生电子和空穴，进一步与水和氧气产生羟基自由基和活性氧离子，活性氧离子具有很强的氧化性，能破坏细菌体内的酶等生物大分子，抑制细菌的生长和繁殖，达到抗菌的目的，并且二氧化钛具有无毒、无刺激性，热稳定性、抗菌性能强、抗菌谱广、抗菌效果持久等优点，但是普通的二氧化钛在紫外光区域内具有较高的光催化抗菌活性，而在可见光范围下不具有光催化抗菌活性，并且二氧化钛的光生电子和空穴容易发生重组和复合，严重影响了二氧化钛的光催化抗菌性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜及其制法，解决了羧甲基纤维素薄膜材料的抗菌性能不高的问题，同时解决了二氧化钛的光催化抗菌活性有限的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜，包括以下原料及组分：N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂、羧甲基纤维素、凝胶剂、塑化剂，质量比为0.5-4:100:1-4:5-10。
优选的，所述凝胶剂为明胶、塑化剂为丙三醇。
优选的，所述N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为1-2，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至140-160℃反应18-24h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至150-180℃反应10-15h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至450-550℃，保温煅烧2-3h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为30-40％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至100-120℃反应20-30h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至380-450℃，保温煅烧2-3h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌4-10h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，室温下反应2-5h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，置于恒温水浴锅中加热至70-80℃，匀速搅拌3-8h，水浴静置2-4h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜。
优选的，所述步骤(1)中的四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为15-30:10。
优选的，所述步骤(1)中的反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块。
优选的，所述步骤(2)中的TiO2纳米片和尿素的质量比为10:15-25。
优选的，所述步骤(4)中的N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为30-60:40-60:10:3-5。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜，以P123作为表面活性剂，通过高温热溶剂法在乙二醇体系中生成超薄TiO2纳米片，再以尿素作为氮源，制备得到N掺杂TiO2纳米片，再通过高温水热处理，超薄的N掺杂TiO2纳米片剥离、卷曲形成比表面积更大的N掺杂TiO2纳米管，N掺杂取代了TiO2中部分O的晶格，降低了TiO2的带隙，促进光吸收边发生红移，使N掺杂TiO2纳米管在可见光区域中也具有良好的光吸收和光化学活性，并且N掺杂在TiO2的禁带中间中形成杂质能级，可以捕获导带上的电子，从而抑制光生电子和进行的重组和复合，从而提高了N掺杂TiO2纳米管可见光光催化抗菌活性。
该一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜，聚乙烯吡咯烷酮均匀沉积在N掺杂TiO2纳米管的表面和内壁上，再吸附Ag+，使Ag3PO4纳米球均匀生长在N掺杂TiO2纳米管的表面和内壁中，两者之间形成异质结结构，产生的内建电场促进Ag3PO4纳米球价带产生的空穴向N掺杂TiO2纳米管的价带迁移，而电子则留在Ag3PO4纳米球的导带，异质结结构有效促进了光生电子和空穴的分离，进一步减少了光生电子和空穴的重组，以N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球异质结作为复合抗菌剂，加入到羧甲基纤维素基体中，并且微量的Ag3PO4分解产生Ag+也具有优异的抗菌活性，赋予了材料优异的光催化抗菌和接触性抗菌性能。
附图说明
图1是反应釜加热装置正面示意图；
图2是挡板放大示意图；
图3是挡板调节示意图。
1-反应釜加热装置；2-旋转装置；3-旋转轴；4-旋转盘；5-水热反应釜；6-卡槽；7-卡环；8-挡板；9-滑轮；10-固定块。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜，包括以下原料及组分：N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂、羧甲基纤维素、凝胶剂、塑化剂，质量比为0.5-4:100:1-4:5-10，凝胶剂为明胶、塑化剂为丙三醇。
N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为15-30:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为1-2，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至140-160℃反应18-24h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:15-25的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至150-180℃反应10-15h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至450-550℃，保温煅烧2-3h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为30-40％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至100-120℃反应20-30h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至380-450℃，保温煅烧2-3h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌4-10h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为30-60:40-60:10:3-5，室温下反应2-5h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，置于恒温水浴锅中加热至70-80℃，匀速搅拌3-8h，水浴静置2-4h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜。
实施例1
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为15:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为2，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至140℃反应18h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:15的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至150℃反应10h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至450℃，保温煅烧2h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为30％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至100℃反应20h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至380℃，保温煅烧2h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌4h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为30:40:10:3，室温下反应2h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，四者质量比为100:0.5:1:5，置于恒温水浴锅中加热至70℃，匀速搅拌3h，水浴静置2h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜材料1。
实施例2
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为20:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为2，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至160℃反应20h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:18的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至180℃反应10h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至500℃，保温煅烧3h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为40％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至120℃反应25h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至420℃，保温煅烧3h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌8h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为40:46:10:3.8，室温下反应4h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，四者质量比为100:1.5:2:6，置于恒温水浴锅中加热至80℃，匀速搅拌3h，水浴静置4h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜材料2。
实施例3
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为25:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为2，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至150℃反应20h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:22的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至160℃反应12h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至500℃，保温煅烧2.5h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为35％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至110℃反应25h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至400℃，保温煅烧2.5h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌6h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为50:52:10:4.4，室温下反应4h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，四者质量比为100:3:3:8，置于恒温水浴锅中加热至75℃，匀速搅拌5h，水浴静置3h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜材料3。
实施例4
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为30:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为1，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至160℃反应24h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:25的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至180℃反应15h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至550℃，保温煅烧3h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为40％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至120℃反应30h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至450℃，保温煅烧3h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌10h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为60:60:10:5，室温下反应5h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，四者质量比为100:4:4:10，置于恒温水浴锅中加热至80℃，匀速搅拌8h，水浴静置4h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜材料4。
对比例1
(1)向反应瓶中加入浓盐酸和四氯化钛，缓慢滴加含有表面活性剂P123的乙醇溶液，四氯化钛和表面活性剂P123的质量比为10:10，搅拌均匀后再加入乙二醇溶剂，调节溶液pH为3，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，反应釜加热装置包括旋转装置，旋转装置活动连接有旋转轴，旋转轴固定连接有旋转盘，旋转盘上方设置有水热反应釜、旋转盘上表面设置有卡槽，卡槽活动连接有卡环，卡环固定连接有挡板，旋转盘活动连接有滑轮，滑轮活动连接有固定块，加热至160℃反应18h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤沉淀产物并干燥，制备得到TiO2纳米片。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂，质量比为10:30的TiO2纳米片和尿素，超声分散均匀后将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至150℃反应15h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于电阻炉中，升温至550℃，保温煅烧3h，制备得到N掺杂TiO2纳米片。
(3)向反应瓶中加入质量分数为20％的浓氢氧化钠溶液和N掺杂TiO2纳米片，超声分散并匀速搅拌均匀，将溶液倒入进水热反应釜，并置于反应釜加热装置中，加热至100℃反应30h，离心分离除去溶剂、使用稀盐酸和蒸馏水洗涤固体产物直至中性，并置于电阻炉中，升温至450℃，保温煅烧2h，制备得到N掺杂TiO2纳米管。
(4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，超声分散均匀并匀速搅拌10h，缓慢滴加磷酸二氢钠的水溶液，其中N掺杂TiO2纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和磷酸二氢钠的质量比为70:25:10:2，室温下反应2h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球，作为N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂。
(5)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基纤维素和N掺杂TiO2-Ag3PO4复合抗菌剂，超声分散并搅拌均匀，加入凝胶剂明胶和塑化剂丙三醇，四者质量比为100:0.3:0.5:4，置于恒温水浴锅中加热至80℃，匀速搅拌8h，水浴静置4h形成溶胶状，将溶胶进行真空脱泡、流延并干燥成膜，制备得到N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜对比材料1。
向培养皿中加入营养肉汤和大肠杆菌悬菌液，分别将实施例和对比例中的N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜剪裁成片状，并分别置于培养皿中作为实验组，以不加纤维素复合抗菌薄膜作为空白对照，振荡均匀后将培养皿置于恒温恒湿培养箱中，以20W氙灯作为光源照射6h，通过计数器测定法，使用L1350显微镜双目显微镜，检测实验组大肠杆菌菌数(X1)和空白组大肠杆菌菌数(X2)，计算抗菌率(Y)，测试纤维素复合抗菌薄膜的抗菌性能，抗菌率Y＝(X2-X1)/X2，测试标准为GB/T 30706-2014。
综上所述，该一种N掺杂TiO2-Ag3PO4的纤维素复合抗菌薄膜，以P123作为表面活性剂，通过高温热溶剂法在乙二醇体系中生成超薄TiO2纳米片，再以尿素作为氮源，制备得到N掺杂TiO2纳米片，再通过高温水热处理，超薄的N掺杂TiO2纳米片剥离、卷曲形成比表面积更大的N掺杂TiO2纳米管，N掺杂取代了TiO2中部分O的晶格，降低了TiO2的带隙，促进光吸收边发生红移，使N掺杂TiO2纳米管在可见光区域中也具有良好的光吸收和光化学活性，并且N掺杂在TiO2的禁带中间中形成杂质能级，可以捕获导带上的电子，从而抑制光生电子和进行的重组和复合，从而提高了N掺杂TiO2纳米管可见光光催化抗菌活性。
聚乙烯吡咯烷酮均匀沉积在N掺杂TiO2纳米管的表面和内壁上，再吸附Ag+，使Ag3PO4纳米球均匀生长在N掺杂TiO2纳米管的表面和内壁中，两者之间形成异质结结构，产生的内建电场促进Ag3PO4纳米球价带产生的空穴向N掺杂TiO2纳米管的价带迁移，而电子则留在Ag3PO4纳米球的导带，异质结结构有效促进了光生电子和空穴的分离，进一步减少了光生电子和空穴的重组，以N掺杂TiO2纳米管负载Ag3PO4纳米球异质结作为复合抗菌剂，加入到羧甲基纤维素基体中，并且微量的Ag3PO4分解产生Ag+也具有优异的抗菌活性，赋予了材料优异的光催化抗菌和接触性抗菌性能。
