石墨烯碳分子筛的新应用

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1、石墨烯碳分子筛的新应用一一抗生素过滤一、研究背景自AlexanderFleming于1928年发现青霉素（Penicillin）以来，抗生素作为人类医疗史上一项重大发明，开始大量的投入市场并广泛应用于人类、家禽及水产养殖中各种疾病的防治，为人类的健康及种植生产做出了巨大贡献。然而时至今日，抗生素的滥用却成为当下一大难题，卫生部有关专家更是发岀“抗生素毁掉中国一代人”的警示，因为我国普遍抗生素用量较大，且在不少地方，地表水体也成为抗生素的载体，倘若不能改变滥用抗&素的问题，赖以牛•存的水资源迟早会成为夺命之水。而最近的一份学术报告称，在对我国地表水的检测当中发现68种抗生素

2、，且浓度较高。我国大部分地区的引用水源均为地下水，目前现有的水处理技术无法彻底清除水中抗生素。在总结国内外相关研究的基础上，对环境中典型抗生素（四环素、土霉素、氯四环素和磺胺类等）进行了分析，其污染性及生态毒害问题，近年来引起了极大关注。水中抗生素含量过高且长期摄入的话,导致人体免疫力下降，形成耐药抗药体质，抗生素失效，而抵抗力又降低的情况下，会导致反复感染。且部分抗生素具有毒性，会损害人的肝、肾、神经系统等（例如四环素具有肝毒性、庆大霉素能损伤听觉神经、磺胺类具有致癌性、如氯霉素可引起再牛•性障碍性和溶血性贫血；青霉素链霉素磺胺类药物易使人产生过敏反应和变态反应，长期使

3、用硝基咲喃类药物除了会对肝肾造成损伤外，同时具有致癌作用利致畸致突变效应等)。因此，如何去除地表水中的抗生素，保证人们日常饮用水的卫生安全成为目前亟需解决的问题。氧化石墨烯碳分子筛以其比表面积大、亲水性强、耐高温、吸附性好、价格低的优势，在饮用水中抗生素过滤方面有着巨大的优势。二、产品介绍针对目前的抗生素污染严峻问题，江苏师范大学教授李海涛研发出一种有效过滤抗生素的过滤滤芯一一氧化石墨烯碳分子筛。目前,人类进行水处理的方式已经有相当多年历史，物理方法包括利用各种孔径大小不同的滤材，利用吸附或阻隔方式，将水中的杂质排除在外,吸附方式中较重要者为以活性炭进行吸附，阻隔方法则是

4、将水通过滤材，让体积较大的杂质无法通过，进而获得较纯净的水。基于此原理，江苏师范大学教授李海涛探索了多种碳材料对抗生素的吸附性能，希望能找到一种吸附性能良好、化学稳定性强、耐高温水浸、用法灵活多变、费用低廉的过滤材料。经过不断地实验，氧化石墨烯碳分子筛作对抗生素过滤性能让我们为之惊叹！氧化石墨烯或称功能化的石墨烯(functionalizedgraphene)是石烯重要的派生物，它的结构与石墨烯大体相同，只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连有按基、轻基、竣基等的官能团,它和石墨烯的关系，就像功能化的碳纳米管和碳纳米管一样。虽然各自有独特的特点，但很多性质又完全

5、一致。理论上认为完美的石墨烯表面无任何含氧功能团，而氧化石墨烯表而含有大量功能性基团，女口-OH、-COOH、-0-、C=0等，这些功能性基团赋予氧化石墨烯一些新的特性，如分散性、亲水性、与聚合物的兼容性等。但是，单纯使用氧化石墨烯不能完全去除水中的抗生素。江苏师范大学教授李海涛发现，碳分子筛具有较大的比表面，对抗生素具有较大的吸附性能，且价格低廉。而通过氧化石墨烯改性碳分子筛，制备成氧化石墨烯碳分子筛，可有效增大其比表面及亲水性能，使得抗生素过滤效果增大了至少十个百分点，最终过滤效果＞99%,结果表明，氧化石墨烯碳分子筛对于抗生素的过滤具有一定的潜在商业价值。