[發明專利]一種雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法

在審

• 申請號: 201610002712.6
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105463051A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 彭國文;肖方竹;符建文;謝睿;余麗梅;蒲移秋
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P3/00;C12R1/01
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

1.一種雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，以硫酸鹽還原菌D. vulgaris和異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200為雙模板，在弱堿性無氧條件下，采用生 物催化還原氧化石墨烯法，制備得到石墨烯；

具體步驟如下：

（1）將硫酸鹽還原菌D.vulgaris和異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200分別進行活 化、培養，離心收集得到對應的菌體；

（2）將氧化石墨烯超聲分散，直至完全溶解，形成分散性能較好的透明的淡棕色懸浮 液；

（3）以硫酸鹽還原菌D.vulgaris和異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200為雙模板， 并與氧化石墨烯懸浮液充分混合，在弱堿性無氧條件下，采用生物催化還原氧化石墨烯法， 制備得到石墨烯。

2.根據權利要求1所述的雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，所述步 驟（1）菌體的活化、培養具體內容如下：

將真空冷凍保存在實驗室的硫酸鹽還原菌D.vulgaris在50mL海生菌肉湯中于無氧 條件下30℃的恒溫振蕩培養箱中活化培養5.0h，然后離心收集菌體，10000r/min，10 min，

使用DM培養液對D.vulgaris菌體進行3次洗滌，再將其移至含20mL15mmol/L乳酸 鈉的DM培養液中，于無氧條件下30℃的恒溫振蕩培養箱中繼續活化培養10h，最后，取對 數生長期的D.vulgaris菌絲體進行重懸，并控制D.vulgaris菌體培養液的OD=1.25，離心 收集D.vulgaris菌體，8000r/min，30min，

將真空冷凍保存在實驗室的異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200菌體移至裝有TSB 液體培養基中，于30℃的恒溫振蕩培養箱中活化培養10h，待TSB培養基長滿菌絲后，離心 收集S.putrefaciensCN200菌體，2000r/min，10min。

3.根據權利要求1所述的雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，所述步 驟（2）氧化石墨烯的預處理具體內容如下：

稱取25mg氧化石墨烯GO分散在150mL的錐形瓶中，加入50mL去離子水，在250W的 超聲波清洗機中，于室溫下超聲2.0h直至GO完全溶解，并形成透明的淡棕色懸浮液。

4.根據權利要求1所述的雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，所述步 驟（3）雙模板生物催化還原氧化石墨烯具體內容如下：

將一定質量的步驟（2）中制備的氧化石墨烯懸浮液裝于250mL燒杯中，并將裝有50mL 去離子水的杯狀半透膜放入燒杯中，隨后向半透膜中加入一定質量的步驟（1）中活化、培養 的硫酸鹽還原菌D.vulgaris和異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200，實驗前使用N₂氣吹 洗半透膜30min以去除溶液中的氧氣，再充分混勻，保持反應體系pH值在8.0，在50℃恒溫 水浴箱中反應50min，隨后在無氧條件下30℃靜置6.0h，并隨時取樣觀察反應過程中硫 酸鹽還原菌D.vulgaris和異化鐵還原菌S.putrefaciensCN200混合菌體的OD₆₀₀的變化 情況，待充分生物催化反應后，形成混合物沉淀，再將沉淀物離心、清洗，并置于真空冷凍干 燥箱中干燥，即得到石墨烯。

5.根據權利要求1所述的雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，所述步 驟（1）中DM培養液的成分包括：4-羥乙基哌嗪乙磺酸7.2g，氯化鈉10g，二水氯化鈣0.08 g，氯化銨1.0g，六水氯化鎂0.2g，碳酸氫鈉2.5g，去離子水1000mL，pH=7.0。

6.根據權利要求1所述的雙模板生物催化還原制備石墨烯的方法，其特征在于，所述步 驟（1）中TSB液體培養基的成分包括：胰蛋白胨17g，大豆蛋白胨3.0g，氯化鈉100g，磷酸 氫二鉀2.5g，葡萄糖2.5g，去離子水1000mL，pH=7.0。