磁性殼聚糖-氧化石墨烯復(fù)合材料抗菌及吸附染料研究.pdf

1、水是生命之源，我們的日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及工業(yè)合成都離不開(kāi)水。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷快速地發(fā)展，所帶來(lái)的水環(huán)境問(wèn)題也日益突出。目前，水體污染也呈現(xiàn)出越來(lái)越復(fù)雜的態(tài)勢(shì)，各種污染物混雜。其中，染料污染占了很大一部分。染料污廢水由于含有大量的有毒有機(jī)殘留物、無(wú)機(jī)物、酸、堿等，排放到正常水體中不僅會(huì)毒害環(huán)境、影響人體的健康，還會(huì)影響水體美觀。此外，水體中細(xì)菌污染也會(huì)影響人類的健康，如志賀氏菌、沙門氏菌、大腸桿菌、霍亂弧菌、結(jié)腸彎曲桿菌等。因此，尋找

2、一種能夠同時(shí)有效地去除染料，又具有抗菌作用的材料變得非常有必要。
　　在本課題中，我們結(jié)合殼聚糖、氧化石墨烯各自的特性，采用改良的Hummer方法合成了氧化石墨烯(GO)，然后利用化學(xué)共沉淀法合成磁性殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料(MCGO)，制備出了既具有抗菌性能，又有吸附能力的新型多功能復(fù)合材料。然后研究了該材料對(duì)水體中大腸桿菌的抗菌性能以及對(duì)染料甲基橙的吸附性能。本文所做的具體研究工作和所得結(jié)果包括以下三個(gè)部分:
　　第一

3、部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其表征分析。本文采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和Zeta電位測(cè)定對(duì)MCGO進(jìn)行了表征分析。測(cè)定結(jié)果表明:鐵氧化物顆粒密集、均勻的分布在氧化石墨烯表面;復(fù)合材料有Fe3O4的特征峰，能很好的實(shí)現(xiàn)磁性分離，表面含有很多含氧官能團(tuán);等電點(diǎn)為10，當(dāng)p H＜10時(shí)，其Zeta電位值大于0，吸附劑表面帶正電荷，當(dāng)p H＞10時(shí)，其Zeta電位

4、值小于0，吸附劑表面帶負(fù)電荷。
　　第二部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料對(duì)大腸桿菌的抗菌性能研究。分別考察了氧化鐵納米顆粒、GO、殼聚糖(CS)和MCGO四種材料對(duì)大腸桿菌的抗菌性能;MCGO濃度對(duì)大腸桿菌抗菌性能的影響;大腸桿菌與材料接觸前后細(xì)胞形態(tài)的變化。研究結(jié)果表明:四種材料的抗菌性能為MCGO＞CS＞GO＞氧化鐵納米顆粒;MCGO的抗菌性能隨著材料濃度的增加逐漸增加，當(dāng)材料濃度從50μg/mL增加到200μg/mL時(shí)，

5、接觸20分鐘后，材料的抗菌率從53.85±15.39％增加到99.91±0.02％; Mg2+、Ca2+和Ba2+的加入將抑制MCGO的抗菌性能;細(xì)胞膜的破損是導(dǎo)致大腸桿菌死亡的重要原因。
　　第三部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料吸附去除水體中甲基橙的研究?？疾炝薓CGO對(duì)甲基橙吸附去除的吸附劑量劑量對(duì)吸附性能的影響、初始pH值對(duì)吸附性能的影響、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線。此外，還考察了材料的循環(huán)利用性。研究結(jié)果表明:隨著吸附劑劑