石墨烯量子点/Ce-2-甲基咪唑的制备及其宽光谱抗菌性能

光催化作为一种新型抗菌方式引起广泛关注,开发高效可见光催化剂是热点研究方向之一。本文通过一种绿色化学法合成了石墨烯量子点(GQDs),并在室温下以GQDs、硝酸铈、2-甲基咪唑(2MI)为原料,采用一锅沉淀法合成了GQDs/Ce-2MI。调整GQDs的起始添加量,得到不同GQDs负载量的复合光催化剂,通过光电化学测试发现,25vol%GQDs/Ce-2MI样品具有高的光电流响应。进一步固定2MI为有机配体,制备不同中心金属离子(Mn^(+):Co^(2+)、Fe^(2+)、Fe^(3+))的M-2MI,并进行对比。在可见光照射下,以大肠杆菌(E.coli)为目标菌种,考察了不同催化剂的抗菌性能。研究发现,GQDs/Ce-2MI的抗菌性能最佳,可见光照射60 min后,实现超过99%的灭菌效果。以优选GQDs/Ce-2MI为光催化剂,研究了光源波长、不同菌种的影响。结果表明,GQDs/Ce-2MI在较宽光谱范围内有较好的抗菌能力,对金黄色葡萄球菌(S.aureus)也具有普适性抗菌效果。通过猝灭剂实验推测对E.coli消灭的主要活性物种为空穴(h+)和羟基自由基(•OH)。