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Shewanella oneidensis MR-1 生物法绿色合成Au/CdS/rGO 和光催化性能研究

2021-09-14宋小杰王秀芳杨帆

安徽建筑大学学报 2021年4期

宋小杰,王秀芳,杨帆

(1.安徽建筑大学 功能分子设计与界面过程重点实验室,安徽 合肥 230601;2.安徽医科大学 基础医学院,安徽 合肥 230026)

石墨烯是一种由碳原子构成的单原子层二维结构的新材料,是由碳原子以sp杂化形成的六角型呈蜂巢晶格的结构。由于其高表面积(约2 600 m/g)、显著的电导率、高化学稳定性以及独特的电子和光学性质,石墨烯的研究引发了业界极大的关注。

目前已有将贵金属纳米粒子负载到氧化石墨烯(GO)上的报道,为此开发了大量合成贵金属负载GO 的方法。例如,Ag NP/GO 通过GO 上的银盐原位还原或采用Ag NP 对GO 的组装;Wadhwa 等人报道了使用油胺作为还原剂的微波辅助的AgNPs/GO 的一锅法,不足之处在于所开发的方法需要使用危险或有毒的还原剂如NaBH和甲醛用以还原GO 和Ag,造成生态环境污染并且增大了对人类的健康威胁。目前,氧化石墨烯的制备方法有Brodie 法和Hummers 法,前一种方法使用高氯酸盐做氧化剂,危险性大。这里采购的GO 采用Hummers 法合成。

本文采用一种绿色的制备方法,即在除原料之外不添加任何化学试剂,仅通过使用环境废水和底泥中广泛存在的革兰氏阴性菌Shewanella oneidensis MR-1 在还原氧化石墨烯(rGO)表面原位制备Au/CdS/rGO 纳米复合材料。

1988 年,Myers 等首次报道了一种革兰氏阴性菌希瓦氏菌,命名为Shewanella oneidensis MR-1 的(以下简称为

S.oneidensis

MR-1)。作为一种兼性厌氧菌,

S.oneidensis

MR-1 广泛存在于油田废液、深海沉积物以及腐败的食物中,菌体可以从氢气、乳酸等氧化电子供体获得电子,这些代谢产生的电子通过由细胞色素(CymA、Mtr)组成电子传递通路传递给某些物质分子,并通过厌氧呼吸维持代谢生长,最后将电子传递给环境中种类丰富的终端电子受体,包括对环境产生污染的有机物,也包括像金属离子这样的无机物(图1)。……
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