萘降解細菌對石墨材料氧化作用的研究.pdf

1、如今，化學方法氧化石墨是制備氧化石墨的常用手段，但該方法存在著若干缺點。首先，化學氧化方法普遍要使用大量的強氧化劑在濃酸條件下反應，這造成了石墨烯晶面的缺陷，并提高了成本并引起環(huán)境問題;其次，隨著碳材料的廣泛應用和量產(chǎn)，對廢棄物的處理有著重要意義，碳納米顆粒已被證實對人體健康有著危害。因此亟需一種溫和氧化石墨和降解碳納米材料的方法。
　　在本文中，我們以石墨礦土樣為源，分離出一株對石墨材料有氧化能力的菌株，該菌可以以萘為唯一碳源生

2、長，經(jīng)初步鑒定，該菌屬于假單胞菌屬，這類細菌經(jīng)常被用于降解有機污染物。石墨、石墨烯和氧化石墨烯被分別與細菌在有氧條件下混合培養(yǎng)14天，這些材料均出現(xiàn)了不同的氧化或降解的跡象。
　　石墨與細菌混合培養(yǎng)后，顆粒表面被不均勻氧化，即樣品不同位置的氧化程度不一，部分區(qū)域只經(jīng)受了微弱的氧化或沒有變化，部分區(qū)域被嚴重氧化并引起片層的剝離。相比于石墨，還原氧化石墨烯(RGO)有更高的比表面積和更多的缺陷，因此RGO經(jīng)細菌處理后則呈現(xiàn)出更高的氧化

3、程度，其氧含量達到了24 mol％。細菌處理后，氧化石墨烯(GO)片層孔洞明顯增多、尺寸減小、含氧量下降。因此可推測，經(jīng)細菌處理后，片層的部分區(qū)域轉(zhuǎn)換為可溶性碎片從片層離去，形成了孔洞，同時含氧官能團的損失造成了GO氧含量的減少。
　　本文中，作者亦對細菌氧化的機理也進行了初步探索，通過電化學實驗研究細菌氧化的電子傳遞。實驗證明，只有細菌和石墨材料接觸才能發(fā)生電子傳遞，并且，在細菌氧化反應中，氧氣并非直接被加入到石墨材料中，菌液中