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中國地質大學工程技術學院Guowang Tang等--鈣促進細菌在氧化石墨烯表面的吸附和沉淀
        有效去除水環境中的細菌是一個熱門的研究課題。氧化石墨烯(GO)因其抗菌性能和高表面活性而得到廣泛應用。然而,單靠氧化石墨烯并不能通過聚集和沉淀去除水環境中的細菌。在本研究中,由于被去除的細菌(Sporosarcina pasteurii)表面帶有負電荷,將CaCl2 (Ca2+)引入氧化石墨烯除菌過程中。Ca2+的引入致使氧化石墨烯層的重新聚集,氧化石墨烯中含氧官能團的比例顯著增加。AFM和zeta電位結果表明,在Ca2+的存在下,氧化石墨烯表面的負電荷減少,從而減少了對細菌的靜電排斥。這導致氧化石墨烯表面的吸引力逐漸增加,并吸附更多的細菌。Ca2+作為橋梁,促進氧化石墨烯和細菌的沉淀,從而去除水環境中的細菌。GO對細菌的去除率隨著Ca2+濃度的增加而增加。
 

圖1. 不含 Ca2+(左)和含 0.005 mol/ L Ca2+(右)的細菌去除實驗。

 
圖2. GO在不同Ca2+濃度下去除不同細菌濃度的效率。
 

圖3. 在Ca2+濃度為0.005 mol/L時,GO的細菌去除效率隨時間的變化。
 


圖4. GO和GO-CaCl2的XRD譜。
 

圖5. GO (a、c和e)和GO-CaCl2 (b、d和f)的TEM圖像。
 


圖6. 在TEM模式下繪制GO (a、b和c)和GO-CaCl2 (d、e、f、g和h)的圖像。
 
 
圖7. GO和GO-CaCl2的紅外光譜。
 

圖8. XPS光譜:(a)GO和GO-CaCl2的全光譜;GO-CaCl2的鈣Ca 2p。

 

圖9. GO (a,b)和GO-CaCl2 (c,b)的C1s和O1s XPS峰擬合譜。
 


圖10. GO (a)和GO-CaCl2 (b)的力-距離曲線。
 


圖11. GO (a)和GO-CaCl2 (b)、(c)的EFM圖像:GO和GO-CaCl2的靜電相
 


圖12. 不同Ca2+濃度下GO的zeta電位值。
 

圖13. 含細菌的GO(a)和含細菌的GO-CaCl2(b)的AFM圖像。
 


圖14. Ca2+作用下GO去除機理過程示意圖。
 
      相關研究成果由中國地質大學工程技術學院Guowang Tang等人于2024年發表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159877)上。原文:Calcium-facilitated adsorption and precipitation of bacteria on the graphene oxide surface

轉自《石墨烯研究》公眾號
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