石墨烯基抗菌材料制备及其净水机理研究

发布时间：2017-12-03 17:23

  本文关键词：石墨烯基抗菌材料制备及其净水机理研究

  更多相关文章： 氧化石墨烯 二氧化钛 银纳米粒 饮用水消毒 抗菌性

【摘要】：抗菌性纳米材料因具有良好的杀菌消毒效果及不产生对人体有害的副产物等优点而在饮用水消毒中受到了广泛关注。由于氧化石墨烯(GO)比表面积大,水分散性好,表面官能团丰富,因此氧化石墨烯的表面改性成为当前研究热点。二氧化钛(TiO_2)和银(Ag)纳米粒子为当前研究最多的两种纳米抗菌剂。本文以氧化石墨烯(GO)改性TiO_2和Ag,制备GO-TiO_2和GO-Ag纳米材料,从而克服TiO_2光生空穴-电子复合快、可见光催化效率低、难于从水中分离和Ag易在水中发生团聚的不足为研究目标。首先制备GO,并以GO为基底材料分别用超声分散法和化学还原法制备了磁性(M) GO-TiO_2和GO-Ag纳米复合材料。用SEM和TEM对MGO-TiO_2和GO-Ag纳米复合材料进行表征,由图可以看出TiO_2和Ag纳米粒子被均匀的负载在GO表面。用紫外-可见分光光度计分析MGO-TiO_2的光催化性能,结果表明,和纯TiO_2相比,MGO-TiO_2纳米复合材料对可见光的利用效率明显提高。此外,磁饱和强度实验证明MGO-TiO_2可以很容易从水中分离。GO-Ag的粒径分析图表明GO-Ag在水中分散均匀且团聚性小。本论文以大肠杆菌为实验菌种, 以平板计数的研究方法,研究了MGO-TiO_2复合材料的抗菌性能。结果显示,180 mg/L的MGO-TiO_2在30分钟时可以使大肠杆菌的失活率达到99.99%。此外,在研究实际水体中各因素对MGO-TiO_2消毒性能的影响时发现当溶液中存在碳酸氢根与磷酸氢根离子时,MGO-TiO_2的消毒性能大大减弱。本论文以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验菌种,研究了GO-Ag的消毒性能。结果显示,GO-Ag对两种细菌都有很强的抗菌性。当200 mg／mL的GO-Ag与两种细菌接触25分钟后,两种细菌的失活率均达到99.99%。此外,本文还对GO-Ag的抗菌机理做了研究。MGO-TiO_2和GO-Ag纳米复合材料良好的抗菌性能使它们有望成为饮用水消毒中的新型抗菌剂。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34;TU991.2

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本文编号：1249465