萘降解細(xì)菌對(duì)石墨材料氧化作用的研究.pdf

1、如今，化學(xué)方法氧化石墨是制備氧化石墨的常用手段，但該方法存在著若干缺點(diǎn)。首先，化學(xué)氧化方法普遍要使用大量的強(qiáng)氧化劑在濃酸條件下反應(yīng)，這造成了石墨烯晶面的缺陷，并提高了成本并引起環(huán)境問題;其次，隨著碳材料的廣泛應(yīng)用和量產(chǎn)，對(duì)廢棄物的處理有著重要意義，碳納米顆粒已被證實(shí)對(duì)人體健康有著危害。因此亟需一種溫和氧化石墨和降解碳納米材料的方法。
　　在本文中，我們以石墨礦土樣為源，分離出一株對(duì)石墨材料有氧化能力的菌株，該菌可以以萘為唯一碳源生

2、長，經(jīng)初步鑒定，該菌屬于假單胞菌屬，這類細(xì)菌經(jīng)常被用于降解有機(jī)污染物。石墨、石墨烯和氧化石墨烯被分別與細(xì)菌在有氧條件下混合培養(yǎng)14天，這些材料均出現(xiàn)了不同的氧化或降解的跡象。
　　石墨與細(xì)菌混合培養(yǎng)后，顆粒表面被不均勻氧化，即樣品不同位置的氧化程度不一，部分區(qū)域只經(jīng)受了微弱的氧化或沒有變化，部分區(qū)域被嚴(yán)重氧化并引起片層的剝離。相比于石墨，還原氧化石墨烯(RGO)有更高的比表面積和更多的缺陷，因此RGO經(jīng)細(xì)菌處理后則呈現(xiàn)出更高的氧化

3、程度，其氧含量達(dá)到了24 mol％。細(xì)菌處理后，氧化石墨烯(GO)片層孔洞明顯增多、尺寸減小、含氧量下降。因此可推測，經(jīng)細(xì)菌處理后，片層的部分區(qū)域轉(zhuǎn)換為可溶性碎片從片層離去，形成了孔洞，同時(shí)含氧官能團(tuán)的損失造成了GO氧含量的減少。
　　本文中，作者亦對(duì)細(xì)菌氧化的機(jī)理也進(jìn)行了初步探索，通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究細(xì)菌氧化的電子傳遞。實(shí)驗(yàn)證明，只有細(xì)菌和石墨材料接觸才能發(fā)生電子傳遞，并且，在細(xì)菌氧化反應(yīng)中，氧氣并非直接被加入到石墨材料中，菌液中