图3 2.5%的TiO2纳米粒子对P. infestans的抑菌作用
图4 2%的TiO2纳米粒子对P. infestans抑菌作用
图5 0.2%的TiO2纳米粒子对P. infestans抑菌作用
3．讨论
TiO2是一种n型半导体，其带隙能较大，只有387nm以下的紫外光才能有效激发其价带电子跃迁到导带[15]，但N掺杂后N可能以轨道杂化或形成杂质能级促进了TiO2对可见光的吸收利用，N掺杂TiO2的可见光激发波长可以达到500nm以上[16]，提高了TiO2的光催化活性进一步加强了TiO2的抑菌能力。
稀土元素Eu是过渡金属，具有特殊化学活性，其原子半径大，易失去外层电子；它的电子能级比一般元素多，它能吸收从紫外光区、可见光区到红外光区的各种波长的光，并且Eu3+/Eu2+的氧化还原电位-0.43V，O2/O2-的氧化还原电位-0.33V。所以TiO2表面Eu3+是光生电子的浅势捕获井，易捕获光生电子，再传递给表面吸附的O2能有效地降低光生电子和空穴的复合几率[17-18]，提高TiO2的光催化能力和抑菌作用。
据查阅文献可知[19]，N/Eu/TiO2的抑菌效果应该是最好的，但从图2-D观察发现，其抑菌效果并不明显，可能的原因是N/Eu/TiO2浓度低于最佳浓度，捕获光生电子或空穴的浅势阱数量不够以至于光生电子-空穴不能够有效分离，或者是它们掺杂的量过多导致了TiO2表面光生载流子复合中心增多，增大了光生电子与空穴的复合几率。因此，我们推测只有掺杂的量达到最适浓度时，N/Eu/TiO2的光催化能力才有可能达到最好。
由图3、4、5可知，在用相同浓度的TiO2纳米粒子对P. infestans处理时发现经过48h长时间的光照较经过2h、10h、24h的抑菌效果好，但是否照射时间越长其抑菌效果越明显，还有待于进一步研究来验证。由图5可知在浓度为0.2%时TiO2纳米粒子对番茄致病疫霉菌的抑菌作用最明显，本实验将继续在番茄植株上喷洒0.2%的TiO2纳米粒子后接种P. infestans观察番茄植株的生长状况，进一步确定0.2%的TiO2纳米粒子是否对P. infestans有抑菌作用，为开发以纳米TiO2光半导体材料为主要有效成分的植物抗菌剂奠定一定的基础。
综上所述，N掺杂可提高TiO2在可见光区的吸收来TiO2提高光催化活性，进而增强其抑菌能力。稀土元素Eu/TiO2的掺杂降低光生电子和空穴的复合几率，提高了TiO2的光催化能力和抑制真菌生长的能力。