Polymer Photocatalysts Containing Segregated π‐Conjugation Units with Electron‐Trap Activity for Efficient Natural‐light‐driven Bacterial Inactivation

光催化 光化学 化学 共轭体系 抗菌 组合化学 电子供体 材料科学 催化作用 聚合物 细菌 有机化学 生物 遗传学
作者
Xiaojie Wu,Bochen Hu,Di Li,Biyi Chen,Yuanyong Huang,Zhongkai Xie,Longhua Li,Nanjun Shen,Yang Fuchen,Weidong Shi,Ming Chen,Yongfa Zhu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (48) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/anie.202313787
摘要

Development of highly efficient and metal-free photocatalysts for bacterial inactivation under natural light is a major challenge in photocatalytic antibiosis. Herein, we developed an acidizing solvent-thermal approach for inserting a non-conjugated ethylenediamine segment into the conjugated planes of 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic anhydride to generate a photocatalyst containing segregated π-conjugation units (EDA-PTCDA). Under natural light, EDA-PTCDA achieved 99.9 % inactivation of Escherichia coli and Staphylococcus aureus (60 and 45 min), which is the highest efficiency among all the natural light antibacterial reports. The difference in the surface potential and excited charge density corroborated the possibility of a built-in electron-trap effect of the non-conjugated segments of EDA-PTCDA, thus forming a highly active EDA-PTDA/bacteria interface. In addition, EDA-PTCDA exhibited negligible toxicity and damage to normal tissue cells. This catalyst provides a new opportunity for photocatalytic antibiosis under natural light conditions.
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