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水体污染一直是人类健康面临的一个威胁,日益严重的微生物污染对新型抗菌剂的研发不断提出了更高的要求,各种新型的抗菌剂和抗菌方法层出不穷,其中,卤胺类和氧化石墨烯(GO)是非常独特的两种。卤胺类属于高分子抗菌剂,它具有极强的抗菌性能,而且廉价易得、绿色无毒;GO作为制备石墨烯的前驱体,也是一种理想的抗菌材料,而且GO拥有独特的片层状结构,巨大的比表面积赋予了它良好的吸附性能。浮游细菌在自然界微生物中占有很大的比例,其生存环境为各种水体或含水的环境,为了清除浮游细菌,本论文制备了亲水性的N-卤胺,以往的研究者们所探索的N-卤胺多为疏水性物质,在水溶液中,疏水性的N-卤胺在有效氯的释放速度和释放率方面都比较低,不能完全发挥N-卤胺的抗菌性能,因此研究N-卤胺的杀菌机理并制备亲水性的N-卤胺十分有必要。同时有效氯的释放速度是一把双刃剑,过快的释放速率也带来了抗菌剂时效短的问题,为了克服这一问题,本论文选择GO与N-卤胺复合,GO不仅对有效氯有缓释效果,而且本身的吸附性能和抗菌性能也可以与N-卤胺相互协同、互为补充。基于此,本论文制备了N-卤胺与氧化石墨烯的复合材料,主要研究内容如下:1、通过反相乳液聚合的方法用单体3-烯丙基-5,5,-二甲基乙内酰脲(ADMH)与甲基丙烯酸(MAA)合成了亲水性聚合物P(MAA-ADMH),经过次氯酸钠(Na Cl O)氯化后得到N-卤胺P(MAA-ADMH)-Cl,通过多种方法表征了其结构与外观形貌。使用大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)进行抗菌实验,实验发现该N-卤胺聚合物的抗菌性能极强且具有浓度和时间的双重依赖性,最小杀菌浓度(MBC)为1600μg/m L,并通过抑菌圈实验发现了它的抗菌机理是接触型和释放型协同作用。为了确定N-卤胺的抗菌效果与亲水性之间的关系,实验设计合成了具有相同的单体比例、不同分子量的几种聚合物,通过平板培养实验确定了几种聚合物之间抗菌性能的差异,发现亲水性强的聚合物拥有更高的杀菌活性。2、用对苯二胺对合成的GO进行表面功能化改性,然后借助酰胺化反应将N-卤胺P(MAA-ADMH)接枝到GO片层上,制备了N-卤胺与氧化石墨烯的复合材料GOP-Cl。通过多种方法对其结构和形貌进行表征。使用竹炭与GOP-Cl吸附效果的对比,发现GOP-Cl有着比竹炭和GO更强的吸附效果,并用亚甲基蓝和罗丹明B对GOP-Cl进行吸附动力学研究,表明GOP-Cl的吸附行为符合准二级动力学模型,其吸附速率受化学吸附的控制。抗菌实验中分别用GO和GOP-Cl对抗E.coli和S.aureus,结果显示GOP-Cl的抗菌效果具有浓度和时间双重依赖性,其MBC值为800μg/m L。通过与GO、P(MAA-ADMH)-Cl抗菌性能的对比,发现GOP-Cl有着比二者单独使用时更好的抗菌性能。根据实验现象和N-卤胺与GO的抗菌机理,模拟出了复合材料GOP-Cl发挥抗菌作用的两种机制:吸附-接触机制和切割-释放机制,从抗菌机理上解释了GOP-Cl具有高抗菌活性的原因。