據科(kē)技(jì)日(rì)報網2017年(nián)3月(yuè)24日(rì)訊 抗生(shēng)素藥$物(wù)是(shì)最廣泛使用(yòng)的(de)藥物(wù)類型之一(yī)。日(rì)前，據《科(kē)學通(tōng)報》報告稱，我國地(dì)表水(shu<ǐ)中含有(yǒu)68種抗生(shēng)素，且濃度較高(gāo)。此外(wài)，還有(yǒu)90種非抗生(sh<ēng)素類醫藥成分(fēn)被檢出。而目前的(de)水(shuǐ)處理(lǐ)技(jì)術還難以完全去(qù)除水(shuǐ)中的(de)微(wēi)量抗生( shēng)素，高(gāo)效去(qù)污裝置的(de)開發顯得(de)尤為迫切。
　　近(jìn)日(rì)，江蘇師範大(dà)學李海(hǎi)濤教授課題組率先成功開發了(le)一(yī)種石墨烯多(duō)功能(néng)復合膜。據發表在《自 (zì)然》雜志(zhì)子(zǐ)刊《Scientific Reports》上(shàng)的(de)研究成果顯示，這種超輕超薄的(de)石墨烯—活性炭薄膜吸附效率，對包γ括抗生(shēng)素在內的(de)顆粒狀物(wù)體可(kě)達99.99%。

江蘇師範大(dà)學化(huà)學化(huà)工(gōng)學院教授李海(hǎi)濤

　　“很(hěn)多(duō)研究基于各種類型的(de)納米材料，構建了(le)一(yī)系列新穎的(de)超薄且滲透通(tōng)量>很(hěn)高(gāo)的(de)功能(néng)性分(fēn)離膜。在這些(xiē)納米材料中，氧化(huà)石¥墨烯納米薄膜作(zuò)為一(yī)種典型的(de)單原子(zǐ)二維納米材料，具有(yǒu)極高(gāo)的(de)分(fēn)離效率，成為一(yī)種全​新的(de)薄層分(fēn)離膜。”李海(hǎi)濤說。但(dàn)是(shì)，純氧化(huà)γ石墨烯制(zhì)備的(de)濾膜，層間距很(hěn)小(xiǎo)，導緻水(shuǐ)滲透通(tōng)量不(bù)足、耗時長、不(b•ù)耐高(gāo)壓且易碎。
　　為解決這一(yī)問題，李海(hǎi)濤課題組將活性炭（AC）插入了(le)氧化(huà)石墨烯（GO）薄層膜制(zhì)備出一(yī)種復合多(duō)孔碳膜微(εwēi)納材料。
　　活性炭（AC）納米顆粒結構本身(shēn)具有(yǒu)獨特的(de)官能(néng)團，如(rú)羧基、羰基、酚、內酯、醌等，這可(kě)以有(yǒu)效增大(dà)£復合膜本身(shēn)的(de)吸附能(néng)力。
　　“我們利用(yòng)活性炭材料之間的(de)協同作(zuò)用(yòng)，制(zhì)備了(le)基于 氧化(huà)石墨烯的(de)復合薄膜材料，實現了(le)對飲用(yòng)水(shuǐ)中抗生(s☆hēng)素物(wù)質的(de)完全去(qù)除。”李海(hǎi)濤說。
　　氧化(huà)石墨烯表面含有(yǒu)豐富的(de)含氧官能(néng)團，借助于“π-π&rdquoβ;作(zuò)用(yòng)以及範德華力，氧化(huà)石墨烯對多(duō)種有(yǒu)機物(wù)具¥有(yǒu)良好(hǎo)的(de)吸附效果。
　　“納米活性炭的(de)加入，不(bù)僅在氧化(huà)石墨烯片層之間起到(dào)了(le)良好(hǎo)的(de)骨架支撐作(zuò)‌用(yòng)，也(yě)極大(dà)地(dì)提高(gāo)了(le)石墨烯薄膜材料的(de)吸附能(néng)力。”李海(hǎi)'濤說，同時，活性炭材料有(yǒu)效地(dì)增加了(le)氧化(huà)石墨烯的(de)層間距離，實現薄膜材料比表面積的(de)有(yǒu)效提升。
　　實驗證明(míng)，與其它材料相(xiàng)比，該復合材料對強酸、強堿均有(yǒu)很(hěn)好(hǎo)的(de)耐受性，應用(yòng)範圍較廣。
　　“在這項研究中，我們深入探討了(le)由二維氧化(huà)石墨烯/一(yī)維活性炭材料組成的(de)復合膜材料對于水₽(shuǐ)中殘留鹽酸四環素（TCH）的(de)去(qù)除作(zuò)用(yòng)機理(lǐ)。”李海(hǎi)濤說。λ
　　研究發現，柔性的(de)氧化(huà)石墨烯/活性炭復合膜對鹽酸四環素（TCH）分(fēn)子(zǐ)表現出非常強的(de)吸附能(néng)力。李海®(hǎi)濤解釋，這種良好(hǎo)的(de)吸附性能(néng)主要(yào)來自(zì)于氧化(huà)石墨烯和(hé)活性 炭與抗生(shēng)素分(fēn)子(zǐ)之間良好(hǎo)的(de)相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)。但(dàn)是(shì)單純的(de)氧化(huà)石墨烯薄膜會發生(s↔hēng)嚴重地(dì)堆疊，活性炭材料則及其容易產生(shēng)團聚效應。
　　“將活性炭材料通(tōng)過界面相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)分(fēn)散于氧化(huà)石墨烯表面，在復合薄膜中成功地(dì)降低(dī)了(le)氧★化(huà)石墨烯片層的(de)堆疊效應，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)復合薄膜材料的(de)比表面積和(hé)孔隙率，使得(de¶)氧化(huà)石墨烯和(hé)活性炭材料可(kě)以充分(fēn)地(dì)發揮作(zuò)用(yòng)。”李海(hǎi)濤說。
　　李海(hǎi)濤解釋，從化(huà)學角度來看(kàn)，氧化(huà)石墨烯/活性炭復合膜對鹽酸四環素（TCH）有(yǒu)極強的(de)吸附能(néng)力，這歸因于碳材料"與鹽酸四環素（TCH）之間良好(hǎo)的(de)界面相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)，包括氫鍵、π-π電子(zǐ)堆疊、靜β電相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)、範德華力等，這樣的(de)研究結果遠遠高(gāo)于純氧化(huà)石墨烯膜的(₽de)吸附能(néng)力。