有效去除水環(huán)境中的細(xì)菌是一個(gè)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(yīng)用。然而，單靠氧化石墨烯并不能通過聚集和沉淀去除水環(huán)境中的細(xì)菌。在本研究中，由于被去除的細(xì)菌（Sporosarcina pasteurii）表面帶有負(fù)電荷，將CaCl
2 （Ca
2+）引入氧化石墨烯除菌過程中。Ca
2+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(tuán)的比例顯著增加。AFM和zeta電位結(jié)果表明，在Ca
2+的存在下，氧化石墨烯表面的負(fù)電荷減少，從而減少了對(duì)細(xì)菌的靜電排斥。這導(dǎo)致氧化石墨烯表面的吸引力逐漸增加，并吸附更多的細(xì)菌。Ca
2+作為橋梁，促進(jìn)氧化石墨烯和細(xì)菌的沉淀，從而去除水環(huán)境中的細(xì)菌。GO對(duì)細(xì)菌的去除率隨著Ca
2+濃度的增加而增加。
圖1. 不含 Ca
2+（左）和含 0.005 mol/ L Ca
2+（右）的細(xì)菌去除實(shí)驗(yàn)。
圖2. GO在不同Ca
2+濃度下去除不同細(xì)菌濃度的效率。
圖3. 在Ca2+濃度為0.005 mol/L時(shí)，GO的細(xì)菌去除效率隨時(shí)間的變化。
圖4. GO和GO-CaCl
2的XRD譜。
圖5. GO (a、c和e)和GO-CaCl
2 (b、d和f)的TEM圖像。
圖6. 在TEM模式下繪制GO (a、b和c)和GO-CaCl
2 (d、e、f、g和h)的圖像。
圖7. GO和GO-CaCl
2的紅外光譜。
圖8. XPS光譜:(a)GO和GO-CaCl
2的全光譜；GO-CaCl
2的鈣Ca 2p。
圖9. GO (a，b)和GO-CaCl
2 (c，b)的C1s和O1s XPS峰擬合譜。
圖10. GO (a)和GO-CaCl
2 (b)的力-距離曲線。
圖11. GO (a)和GO-CaCl
2 (b)、(c)的EFM圖像:GO和GO-CaCl
2的靜電相
圖12. 不同Ca
2+濃度下GO的zeta電位值。
圖13. 含細(xì)菌的GO(a)和含細(xì)菌的GO-CaCl
2(b)的AFM圖像。
圖14. Ca
2+作用下GO去除機(jī)理過程示意圖。
相關(guān)研究成果由中國地質(zhì)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院Guowang Tang等人于2024年發(fā)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(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
