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水是生命之源,我们的日常生活、农业生产以及工业合成都离不开水。随着工业经济的不断快速地发展,所带来的水环境问题也日益突出。目前,水体污染也呈现出越来越复杂的态势,各种污染物混杂。其中,染料污染占了很大一部分。染料污废水由于含有大量的有毒有机残留物、无机物、酸、碱等,排放到正常水体中不仅会毒害环境、影响人体的健康,还会影响水体美观。此外,水体中细菌污染也会影响人类的健康,如志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌、霍乱弧菌、结肠弯曲杆菌等。因此,寻找一种能够同时有效地去除染料,又具有抗菌作用的材料变得非常有必要。在本课题中,我们结合壳聚糖、氧化石墨烯各自的特性,采用改良的Hummer方法合成了氧化石墨烯(GO),然后利用化学共沉淀法合成磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料(MCGO),制备出了既具有抗菌性能,又有吸附能力的新型多功能复合材料。然后研究了该材料对水体中大肠杆菌的抗菌性能以及对染料甲基橙的吸附性能。本文所做的具体研究工作和所得结果包括以下三个部分:第一部分,磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料的制备及其表征分析。本文采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位测定对MCGO进行了表征分析。测定结果表明:铁氧化物颗粒密集、均匀的分布在氧化石墨烯表面;复合材料有Fe3O4的特征峰,能很好的实现磁性分离,表面含有很多含氧官能团;等电点为10,当p H<10时,其Zeta电位值大于0,吸附剂表面带正电荷,当p H>10时,其Zeta电位值小于0,吸附剂表面带负电荷。第二部分,磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料对大肠杆菌的抗菌性能研究。分别考察了氧化铁纳米颗粒、GO、壳聚糖(CS)和MCGO四种材料对大肠杆菌的抗菌性能;MCGO浓度对大肠杆菌抗菌性能的影响;大肠杆菌与材料接触前后细胞形态的变化。研究结果表明:四种材料的抗菌性能为MCGO>CS>GO>氧化铁纳米颗粒;MCGO的抗菌性能随着材料浓度的增加逐渐增加,当材料浓度从50μg/m L增加到200μg/m L时,接触20分钟后,材料的抗菌率从53.85±15.39%增加到99.91±0.02%;Mg2+、Ca2+和Ba2+的加入将抑制MCGO的抗菌性能;细胞膜的破损是导致大肠杆菌死亡的重要原因。第三部分,磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料吸附去除水体中甲基橙的研究。考察了MCGO对甲基橙吸附去除的吸附剂量剂量对吸附性能的影响、初始p H值对吸附性能的影响、吸附动力学和吸附等温线。此外,还考察了材料的循环利用性。研究结果表明:随着吸附剂剂量的增加,MCGO对甲基橙的吸附容量逐渐降低,去除率逐渐增加;MCGO对甲基橙的吸附容量随着溶液初始p H值的增加而逐渐减少;MCGO对甲基橙的吸附迅速,吸附过程符合拟二级动力学模型;MCGO对甲基橙具有很强的吸附效果,其等温吸附能更好地用Langmuir吸附等温模型描述,最大吸附容量为398.08mg/g。同时,MCGO具有很好的重复利用性。