中文摘要：

食源性疾患在世界各地广泛存在，其发病率居各类疾病总发病率的前列，是当前世界上最突出的卫生问题，直接关系到人的生命安全和疾病。所以，研究适应性广、高效、广谱、安全无残留的新型食品杀菌技术具有重要的战略意义。本项目目标是研究氧化电解水制备中电催化材料构效与其对食源性致病微生物杀灭作用机制的关系。拟通过不同有序表面电极材料的"理论设计"、"可控制备"及"表面重构"来制备铱、钌、铂等合金电极，通过吸附诱导表面重构获得双金属有序表面。在此基础上，建立有序表面的电极材料对杀菌活性因子产生规律的影响，探讨电催化材料组分、形态和电催化活性对活性氧、活性氯等杀菌因子产生的影响与机理。在此基础上，实现可控制备不同含量活性杀菌因子的氧化电解水。研究活性氯、活性氧对杀菌效果的影响及两者的协同作用，并结合杀菌过程中细菌微观结构观察揭示杀菌机理，在此基础上进一步揭示物理杀菌因素和化学杀菌因素的协同作用。

结论摘要：

研究适应性广、高效、广谱、安全无残留的新型食品杀菌技术具有重要的战略意义。本项目围绕着立项时所提出研究目标循序渐进地开展了三方面的研究工作。首先制备了铂铱、铱钽和钌锡三种二元金属复合氧化物电催化材料，利用它们之间不同金属的相互作用，以及对组成和制备温度的优化，调节电极材料的析氯活性和析氧活性，提高析氯反应选择性。从而减少电解过程中对电极表面金属氧化物涂层的缺氧固溶体结构的破坏，提高电解效率和电极使用寿命。在此基础上，我们进一步通过电极材料形貌的有序性来提高其析氯反应选择性。制备了具有有序球形结构的RuO2，对比普通亚当斯法合成无序的RuO2，发现其析氯选择性确实提高。除了对形貌有序性进行调控以外，我们还试图对结构有序性进行调控，制备具有核壳结构的电催化材料，研究表明Ir0.8Fe0.2O2-y@IrO2析氯反应活性比IrO2有所提高。其次，我们建立了氧化电解水中杀菌因子原位分析检测方法，一种是原位光谱电化学方法，一种是流动电解池+在线光谱分析的方法。我们可以测定氧化电解水中次氯酸、次氯酸根、二氧化氯、过氧化氢、臭氧、溶解氧、自由基等多种组成成分，实现了对氧化电解水的较为全面的分析测定。检测结果表明，氧化电解水主要是以含氯化合物形式存在，即以次氯酸和氯自由基为主，其含氧活性物种较少。在此基础上，我们建立了三种具有代表性的电极材料 (Pt电极、IrO2-Ta2O5电极和RuO2-SnO2电极)与重要杀菌因子(次氯酸、自由基)之间的关系，发现不同电极材料电解得到杀菌因子组成和比例也有所不同，所以制备氧化电解水时必须考虑电极材料的影响。最后考察次氯酸含量和有效氯含量对氧化电解水杀菌作用的影响，研究表明它们对杀菌效果的影响很大，是杀菌作用的主要影响因素。在此基础上，开展了氧化电解水在食品杀菌领域的应用研究，取得了较好的进展。