银纳米颗粒（Ag NPs）及其纳米复合材料已被广泛用作废水处理的催化剂和消毒剂。然而，大多数报道的基于Ag NPs的纳米复合材料具有低的Ag NPs负载量，这需要高剂量以实现令人满意的对有机污染物的催化去污性能和对细菌的良好消毒。在本文中，我们通过使用磁性氧化石墨烯（MGO），通过鞣酸(TA)/Fe³⁺络合合成了一种新型的纳米级Ag NPs复合材料，其中Ag NPs的负载量极高（高达30 wt％）。Ag@MGO-TA/Fe³⁺催化剂在水性环境中表现出出色的稳定性，在极低的剂量（即0.05 mg/mL）下，对亚甲基蓝（MB）的催化还原速率可达到0.054 s^-1的超高水平。比以前在类似条件下报道的大多数基于NPs的催化剂高约十倍。而且，磁性纳米复合材料可以容易地再生并且是高度可回收的，而没有任何明显的性能损失。此外，新型Ag@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料在非常低的剂量（即20μg/mL）下表现出对大肠杆菌（E. coli）的消毒性能，杀灭功效约为100％。这项工作为水处理和各种环境工程应用中具有超高催化速率和出色抗菌性能的先进可回收NP基纳米材料的合理设计提供了新见识。
 

Figure 1. Ag@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料的合成路线示意图
 

Figure 2. （a）MGO和（b）MGO-TA/Fe³⁺的TEM图像，以及（c）MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料的HRTEM图像。
 

Figure 3. （a,b）不同放大率的Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料的TEM图像； Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料的（c）HRTEM图像和（d）FFT模式；Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料的（e）HA-5A-STEM图像和（f-h）对应的STEM-EDS映射结果（元素Ag，Fe和O）。
 

Figure 4. Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺催化剂在五个循环中对MB还原的催化性能。
 

Figure 5. （a）与Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料孵育后的大肠杆菌菌落的代表性照片。（b）统计数据显示在不同浓度下被Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料杀死的大肠杆菌百分比。未处理（d）和用Ag-5@MGO-TA/Fe³⁺纳米复合材料处理（c）的大肠杆菌的SEM图像。
 
       相关研究成果于2021年由艾伯塔大学Hongbo Zeng课题组，发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126629）上。原文：Tannic acid/Fe³⁺ functionalized magnetic graphene oxide nanocomposite with high loading of silver nanoparticles as ultra-efficient catalyst and disinfectant for wastewater treatment。

转自《石墨烯杂志》公众号