磁性殼聚糖-氧化石墨烯復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、農業(yè)生產以及工業(yè)合成都離不開水。隨著工業(yè)經濟的不斷快速地發(fā)展，所帶來的水環(huán)境問題也日益突出。目前，水體污染也呈現出越來越復雜的態(tài)勢，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殘留物、無機物、酸、堿等，排放到正常水體中不僅會毒害環(huán)境、影響人體的健康，還會影響水體美觀。此外，水體中細菌污染也會影響人類的健康，如志賀氏菌、沙門氏菌、大腸桿菌、霍亂弧菌、結腸彎曲桿菌等。因此，尋找

2、一種能夠同時有效地去除染料，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)，然后利用化學共沉淀法合成磁性殼聚糖/氧化石墨烯復合材料(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合材料。然后研究了該材料對水體中大腸桿菌的抗菌性能以及對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果包括以下三個部分:
　　第一

3、部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復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電位測定對MCGO進行了表征分析。測定結果表明:鐵氧化物顆粒密集、均勻的分布在氧化石墨烯表面;復合材料有Fe3O4的特征峰，能很好的實現磁性分離，表面含有很多含氧官能團;等電點為10，當p H＜10時，其Zeta電位值大于0，吸附劑表面帶正電荷，當p H＞10時，其Zeta電位

4、值小于0，吸附劑表面帶負電荷。
　　第二部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復合材料對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四種材料對大腸桿菌的抗菌性能;MCGO濃度對大腸桿菌抗菌性能的影響;大腸桿菌與材料接觸前后細胞形態(tài)的變化。研究結果表明: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，當材料濃度從50μg/mL增加到200μg/mL時，

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;細胞膜的破損是導致大腸桿菌死亡的重要原因。
　　第三部分，磁性殼聚糖/氧化石墨烯復合材料吸附去除水體中甲基橙的研究。考察了MCGO對甲基橙吸附去除的吸附劑量劑量對吸附性能的影響、初始pH值對吸附性能的影響、吸附動力學和吸附等溫線。此外，還考察了材料的循環(huán)利用性。研究結果表明:隨著吸附劑劑