【摘 要】
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近年来,由病原菌引起传染性疾病对人类的健康造成了严重的威胁,尤其是自2019年末以来,新型冠状病毒的爆发对人类的身体健康、生活及国家经济发展都造成了重大的影响。而随着抗菌剂的不断发展,抗菌体的抗药性不断增加,抗菌株的出现,使得我们必须以目前的抗菌剂为基础,研制新型的复合型、高效的抗菌剂。石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）由于其独特的物理和化学结构,使其具有比石墨烯
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近年来,由病原菌引起传染性疾病对人类的健康造成了严重的威胁,尤其是自2019年末以来,新型冠状病毒的爆发对人类的身体健康、生活及国家经济发展都造成了重大的影响。而随着抗菌剂的不断发展,抗菌体的抗药性不断增加,抗菌株的出现,使得我们必须以目前的抗菌剂为基础,研制新型的复合型、高效的抗菌剂。石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）由于其独特的物理和化学结构,使其具有比石墨烯更大的比表面积,同时也能有效地吸附和捕捉细菌,抑制其生长。本文采用震荡冲击法制备出了GQDs,并探究了其对大肠杆菌菌液的抑菌性能和石墨烯量子点海绵（GQDs/PU海绵）对空气中微生物的抑制作用。主要内容和结果如下:采用创新型方法—震荡冲击法制备了GQDs:以石墨粉为原料,在惰性气体的保护下,将其倒入第一震荡冲击机的腔体内,石墨粉在第一震荡冲击机腔体和冲击介子的高效运动下,即可得到GQDs的半成品;之后将半成品和惰性气体经加料管加入第二震荡冲击机腔体内继续震荡冲击,得到合格的球形纳米GQDs。粒径分析表明,GQDs的平均粒径为4483nm,比传统的GQDs直径稍大,且有分布不均的问题。紫外-可见光光谱表征结果表明,此GQDs在紫外光阶段和可见光阶段都具有良好的吸收特性。扫描电镜结果表明,GQDs具有锋利的边缘结构。通过对GQDs在激光的照射下对大肠杆菌抑制效果的研究,发现GQDs具有较好的光热转换性能,随着GQDs浓度的增大,热效应逐渐增强。生长曲线表明,1.0mg/m L的GQDs能够完全抑制大肠杆菌的生长。1.0mg/m LGQDs在激光照射20min和0.6mg/m LGQDs在激光照射25min的情况下,大肠杆菌的存活率为0。GQDs与大肠杆菌相互作用的过程中,GQDs在光动力的作用下可以产生活性氧,活性氧自由基导致大肠杆菌的形态发生了改变,细菌细胞膜的完整性遭到了破坏,导致其失去了保护屏障,代谢发生紊乱,达到杀菌的目的。GQDs自身锋利的边缘结构也能对大肠杆菌的外表造成损伤,影响其生长。GQDs的抗菌效果是由光热效应、光动力效应及自身结构共同作用的结果。采用将GQDs负载至PU海绵中的方法来制备GQDs/PU海绵,研究其对空气微生物的抑制作用。研究发现:经过反应釜加热处理的GQDs/PU海绵的粘附性较好,不易脱落。随着GQDs/PU海绵中GQDs吸附量的增加,空气微生物菌悬液的吸光度值逐渐减小,细菌的减菌率逐渐增加,即空气中细菌的数量逐渐减少,而降低空气流速,细菌的减菌率也会有所增强。由空气质量评价标准可知,当GQDs/PU海绵的吸附量达到1200mg时,气体流速为1L/min时,空气的质量由最初的轻度污染转变为较清洁的程度;气体流速为0.5L/min时,空气的质量由最初的轻度污染转变为清洁的程度。结果表明吸附量为1200mg的GQDs/PU海绵可以抑制空气中细菌的生长,提高空气的质量。
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