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Chemosphere：PLLA-Ag

石墨烯复合材料的制备及其在水体污染修复中的应用

DOI:10./j.chemosphere..

规定生活用水不含任何微生物、有机和无机污染物是非常必要的。因此，迫切需要开发出一种可持续、高效、经济且稳健的水净化技术，其可以使用纳米材料及其复合材料来实现。纳米结构石墨烯具有独特的特性，例如高表面积与体积比、较高的吸收性、可重复使用、最小的化学变化以及较低的细胞毒性。通过对这些特性的验证，研究者开发了一种三明治结构PLLA-Ag

石墨烯作为水净化应用的有效吸附物。由于真实水体中含有大量细菌污染物，因此该材料应设计成具有抗菌功效的高效吸附物。为了实现上述目标，研究者采用静电纺丝法合成了PLLA纤维垫，随后制备出PLLA-石墨烯和银修饰PLLA-石墨烯垫。经计算，石墨和Ag

石墨烯的微晶尺寸分别为30.82nm和43.79nm。此外，Ag

石墨烯的UV分析显示nm和nm处对应于石墨烯和AgNP的两个峰。这些材料层按照聚合纤维、生物质烧结石墨、Ag

石墨烯的顺序组装，用于系统过滤。使用污染水测试滤液的过滤效率，结果显示过滤后污染物去除率高达87％，且TDS值符合饮用水标准。抗菌功效的结果也证实了该混合系统在水净化应用方面的潜力。

图1.（a）由生物质制备烧结石墨，（b）吸附物的组装层，（c）三明治结构水滤液的制备。

图2.（a）电纺PLLA纤维，（b）由生物质制备的石墨，以及-cm-1之间（c）Ag

石墨烯（IDIG）和（d）Ag

石墨烯（解卷积）的拉曼光谱。

图3.（a）PLLA纤维，（b）由生物质制备的烧结石墨和（c）Ag

石墨烯的FTIR光谱，以及相应材料中存在的官能团。（d）Ag修饰石墨烯的UV-Vis光谱，插图为烧结石墨。

图4.表面形态图像：（a）石墨表面显示皱纹结构，（b）银修饰石墨烯纳米片。（c）Ag

石墨烯的TEM图像，（d）根据直方图计算出AgNPs的平均粒径为35nm。（e）电纺PLLA纳米纤维的SEM显微照片，（f）根据直方图计算出平均纤维直径为0.57m。（g）PLLA纤维和（h）Ag修饰石墨烯的EDX光谱。

图5.（a）污水净化设备的内部构造照片和示意图，（b）过滤前（n=0）和过滤后（n=5）的污水比较，（c）使用配备PLLA-Ag

石墨烯的过滤设备时，细菌吸附的归一化UV-Vis光谱，（d）五个过滤稳定性循环的污染率以及标准差。

图6.（a）原始进料溶液的细菌菌落（n=0），插图为放大部分。将已过滤水中存在的细菌在37℃下置于琼脂上生长8天：（b）n=1,（c）n=2,（d）n=3,（e）n=4,（f）n=5。使用（g）肌动蛋白绿（λex=nm，λem在-nm之间）和（h）NucBlue（λex=nm，λem在-nm之间）染色的n=0细菌的共聚焦图像；（i）（g）和（h）的合并图像。

来源：北京永康乐业公司

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