[发明专利]石墨烯水凝胶的制备方法

摘要

石墨烯水凝胶的制备方法，涉及石墨烯。包括以下步骤：1)制备氧化石墨烯悬浮液；2)菌种的选择和预培养；3)配制培养液；4)培养液除氧灭菌；5)添加氧化石墨烯悬浮液；6)菌种的接种；7)石墨烯水凝胶的形成。工艺简单，反应条件较温和，原料易得，成本低廉，适合低成本、大规模工业化生产。使活菌与氧化石墨烯的相互作用成为可能，制备的石墨烯水凝胶，呈豆腐状黑色含水复合物，包含了微生物和被还原后的氧化石墨烯，保留氧化石墨烯的两亲性，能很好应用于水相中，同时通过石墨烯的包裹作用使菌体在水体中的抗负荷能力增加，是一种活菌与石墨烯的复合物。

主权项

1.石墨烯水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)制备氧化石墨烯悬浮液：将鳞片石墨与KMnO₄混合，再加入硫酸和磷酸的混合酸溶液，反应后在水浴锅内恒温加热，待混合液冷却至室温后，倒入含过氧化氢溶液的冰水中，当溶液由绿褐色变为金黄色后，依次用盐酸、乙醇和去离子水洗涤，直至氧化石墨烯悬浮液无法离心后用乙醚凝固，再用去离子水洗至pH为中性，超声形成氧化石墨烯悬浮液；2)菌种的选择和预培养，所述菌种选自市售希瓦氏菌、市售地杆菌、自然水体中的混菌、污水处理厂活性污泥驯化后的菌种中的一种；所述自然水体为海水或湖水；所述市售希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，保存号：1.6515；所述市售地杆菌购自北京中原公司；所述市售希瓦氏菌、市售地杆菌好氧活化培养至对数期后期使用，纯菌的培养方式采用LB培养基或TSB培养基摇床培养10～14h；3)配制培养液，所述培养液的配方为：NH₄Cl 0.1～1g/L，NaCl 0.5～2g/L，KCl 0.1～1g/L，CaCl₂ 0.05～0.2g/L，MgCl₂·6H₂O 0.05～0.2g/L，KH₂PO₄ 0.1～0.5g/L，NaHCO₃ 1～5g/L，NaSO₄0.05～0.2g/L，CH₃COONa 0.5～2g/L，SL 10微量元素0.5～2mL，维生素溶液5～15mL，溶剂为去离子水；4)培养液除氧灭菌：在每个125mL的血清瓶中加入80mL培养液，然后通入含质量百分比为80％的N₂和质量百分比为20％的CO₂混合气，在液面下曝气25min、加塞液面下曝气20min、加塞液面上曝气15min，使培养液脱除氧气，随后血清瓶扣上铝盖在121℃下高压蒸汽灭菌20min；5)添加氧化石墨烯悬浮液：将步骤1)所得氧化石墨烯悬浮液在紫外灯照射下灭菌2h，用5mL注射器在含质量百分比为80％的N₂和质量百分比为20％的CO₂混合气管中反复抽空至少1次，排除注射器中的氧气，然后向经步骤4)处理后的血清瓶培养液中注入3～5mL氧化石墨烯分散液，混匀；6)菌种的接种；7)石墨烯水凝胶的形成。