本文關(guān)鍵詞：石墨烯基抗菌材料制備及其凈水機(jī)理研究

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【摘要】：抗菌性納米材料因具有良好的殺菌消毒效果及不產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)而在飲用水消毒中受到了廣泛關(guān)注。由于氧化石墨烯(GO)比表面積大,水分散性好,表面官能團(tuán)豐富,因此氧化石墨烯的表面改性成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。二氧化鈦(TiO_2)和銀(Ag)納米粒子為當(dāng)前研究最多的兩種納米抗菌劑。本文以氧化石墨烯(GO)改性TiO_2和Ag,制備GO-TiO_2和GO-Ag納米材料,從而克服TiO_2光生空穴-電子復(fù)合快、可見光催化效率低、難于從水中分離和Ag易在水中發(fā)生團(tuán)聚的不足為研究目標(biāo)。首先制備GO,并以GO為基底材料分別用超聲分散法和化學(xué)還原法制備了磁性(M) GO-TiO_2和GO-Ag納米復(fù)合材料。用SEM和TEM對(duì)MGO-TiO_2和GO-Ag納米復(fù)合材料進(jìn)行表征,由圖可以看出TiO_2和Ag納米粒子被均勻的負(fù)載在GO表面。用紫外-可見分光光度計(jì)分析MGO-TiO_2的光催化性能,結(jié)果表明,和純TiO_2相比,MGO-TiO_2納米復(fù)合材料對(duì)可見光的利用效率明顯提高。此外,磁飽和強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)證明MGO-TiO_2可以很容易從水中分離。GO-Ag的粒徑分析圖表明GO-Ag在水中分散均勻且團(tuán)聚性小。本論文以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)菌種, 以平板計(jì)數(shù)的研究方法,研究了MGO-TiO_2復(fù)合材料的抗菌性能。結(jié)果顯示,180 mg/L的MGO-TiO_2在30分鐘時(shí)可以使大腸桿菌的失活率達(dá)到99.99%。此外,在研究實(shí)際水體中各因素對(duì)MGO-TiO_2消毒性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液中存在碳酸氫根與磷酸氫根離子時(shí),MGO-TiO_2的消毒性能大大減弱。本論文以大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為實(shí)驗(yàn)菌種,研究了GO-Ag的消毒性能。結(jié)果顯示,GO-Ag對(duì)兩種細(xì)菌都有很強(qiáng)的抗菌性。當(dāng)200 mg／mL的GO-Ag與兩種細(xì)菌接觸25分鐘后,兩種細(xì)菌的失活率均達(dá)到99.99%。此外,本文還對(duì)GO-Ag的抗菌機(jī)理做了研究。MGO-TiO_2和GO-Ag納米復(fù)合材料良好的抗菌性能使它們有望成為飲用水消毒中的新型抗菌劑。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34;TU991.2

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本文編號(hào)：1249465