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文檔簡介
1、自從2004年通過機械剝離的方法制備出來之后,石墨烯作為一種“明星材料”,其制備方法、性能表征、衍生物及復合材料的制備和應用已經(jīng)被學者廣泛的探索和研究。氧化石墨烯是石墨烯最重要的衍生物之一,由于活性氧基團的存在,其分散性、功能化及與其它物質(zhì)復合的能力明顯增強。目前,關(guān)于氧化石墨烯和有機物復合材料的制備和性能研究非?;钴S,而且由于復合材料具有優(yōu)異的性能,已經(jīng)被廣泛應用到太陽能電池、生物傳感器、腫瘤檢測和治療等領(lǐng)域。殼聚糖作為一種天然氨基多
2、糖,由于氨基和羥基等活性基團的存在,也具有較好的功能化和復合能力。本實驗通過簡單的一步真空抽濾的方法合成氧化石墨烯/殼聚糖層狀復合膜,并通過設計實驗探究了復合膜的抑菌性及其潤濕性與pH的關(guān)系。
本實驗首先采用改進的Staudenmaiers方法與超聲波聯(lián)合作用制備氧化石墨烯,通過透射電鏡觀察制得的氧化石墨烯的尺寸和形貌;然后將氧化石墨烯和殼聚糖配制成不同濃度比的混合溶液,通過簡單的一步真空抽濾的方法制備氧化石墨烯/殼聚糖復合膜
3、,根據(jù)復合膜的性能優(yōu)化出制備復合膜的氧化石墨烯和殼聚糖比例,并通過掃面電子顯微鏡、拉伸試驗機等表征出最優(yōu)復合膜的表面和截面形貌及力學性能等;接下來探究了氧化石墨烯/殼聚糖復合膜與細菌在固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基等不同環(huán)境下的相互作用——首先根據(jù)先前文獻,通過細菌霧化實驗探究其是否具有文獻報道的抑菌作用,再將復合膜置于不同的環(huán)境下來驗證其抑菌與否及可能的抑菌機理;最后,調(diào)節(jié)氧化石墨烯和殼聚糖混合溶液的pH,得到不同分散程度的混合溶液,制得不同
4、的氧化石墨烯/殼聚糖復合膜,分別測量各個pH下制得的復合膜的接觸角(空氣中水的接觸角和水下油的接觸角)及粘附力(水下油的粘附力),得出混合溶液的pH與復合膜的接觸角及粘附力的關(guān)系。
通過實驗,我們成功制備了分散良好的氧化石墨烯懸浮液,并且利用真空抽濾法制備出氧化石墨烯/殼聚糖復合膜,經(jīng)過浸泡和超聲,發(fā)現(xiàn)只有殼聚糖含量為40%的復合膜依然保持完整的形貌,通過掃描電鏡可以觀察到復合膜具有整齊的層狀結(jié)構(gòu)。利用文獻中的細菌霧化實驗,初
5、步證明復合膜抑菌效果不明顯;通過將復合膜置于含有細菌的液體培養(yǎng)基中觀察到細菌在復合膜上有較大的粘附量,而且形貌完整,進一步證明復合膜沒有抑菌性。經(jīng)過分析,氧化石墨烯和殼聚糖復合后,由于靜電作用而消耗掉大部分氨基正離子,并且束縛了具有機械切割作用的氧化石墨烯,從而使其抑菌性喪失。雖然氧化石墨烯/殼聚糖復合膜的抑菌性不明顯,但是復合膜覆蓋的固體培養(yǎng)基上的細菌不生長繁殖,即復合膜不能透過細菌或者營養(yǎng)物質(zhì),因此可以作為細菌隔膜應用于包裝材料和醫(yī)
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