石墨烯的氧化与抗菌特性

氧化石墨烯(GO)的抗菌机制(破坏细菌结构、氧化应激和阻断细菌传输)只从宏观角度论述了 GO整体结构对细菌的作用,但未能说明表面官能团对抗菌的贡献.在不同气氛(N2或O2)下退火对石墨烯进行表面官能团修饰,得到表面官能团组成不同的氮气处理石墨烯(NTG)、氧气处理石墨烯(OTG).平板菌落计数法抗菌测试表明,OTG有更加优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率明显高于未处理的石墨烯和NTG的.为了进一步对OTG的结构和抗菌性能进行优化,得到最佳反应条件:环境温度200℃,反应气氛为O2,反应时间5h.最终OTG对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别可达92.4％和93％.傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析法(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,OTG的表面结构为碳氧键终止表面sp2碳(定型碳),并得到表面碳氧键的形态和含量.结合抗菌测试结果,得出C＝O键为抗菌主要贡献的结论.