[发明专利]一种双模板生物催化还原制备石墨烯的方法

权利要求书

1.一种双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，以硫酸盐还原菌D. vulgaris和异化铁还原菌S.putrefaciensCN200为双模板，在弱碱性无氧条件下，采用生 物催化还原氧化石墨烯法，制备得到石墨烯；

具体步骤如下：

（1）将硫酸盐还原菌D.vulgaris和异化铁还原菌S.putrefaciensCN200分别进行活 化、培养，离心收集得到对应的菌体；

（2）将氧化石墨烯超声分散，直至完全溶解，形成分散性能较好的透明的淡棕色悬浮 液；

（3）以硫酸盐还原菌D.vulgaris和异化铁还原菌S.putrefaciensCN200为双模板， 并与氧化石墨烯悬浮液充分混合，在弱碱性无氧条件下，采用生物催化还原氧化石墨烯法， 制备得到石墨烯。

2.根据权利要求1所述的双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步 骤（1）菌体的活化、培养具体内容如下：

将真空冷冻保存在实验室的硫酸盐还原菌D.vulgaris在50mL海生菌肉汤中于无氧 条件下30℃的恒温振荡培养箱中活化培养5.0h，然后离心收集菌体，10000r/min，10 min，

使用DM培养液对D.vulgaris菌体进行3次洗涤，再将其移至含20mL15mmol/L乳酸 钠的DM培养液中，于无氧条件下30℃的恒温振荡培养箱中继续活化培养10h，最后，取对 数生长期的D.vulgaris菌丝体进行重悬，并控制D.vulgaris菌体培养液的OD=1.25，离心 收集D.vulgaris菌体，8000r/min，30min，

将真空冷冻保存在实验室的异化铁还原菌S.putrefaciensCN200菌体移至装有TSB 液体培养基中，于30℃的恒温振荡培养箱中活化培养10h，待TSB培养基长满菌丝后，离心 收集S.putrefaciensCN200菌体，2000r/min，10min。

3.根据权利要求1所述的双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步 骤（2）氧化石墨烯的预处理具体内容如下：

称取25mg氧化石墨烯GO分散在150mL的锥形瓶中，加入50mL去离子水，在250W的 超声波清洗机中，于室温下超声2.0h直至GO完全溶解，并形成透明的淡棕色悬浮液。

4.根据权利要求1所述的双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步 骤（3）双模板生物催化还原氧化石墨烯具体内容如下：

将一定质量的步骤（2）中制备的氧化石墨烯悬浮液装于250mL烧杯中，并将装有50mL 去离子水的杯状半透膜放入烧杯中，随后向半透膜中加入一定质量的步骤（1）中活化、培养 的硫酸盐还原菌D.vulgaris和异化铁还原菌S.putrefaciensCN200，实验前使用N₂气吹 洗半透膜30min以去除溶液中的氧气，再充分混匀，保持反应体系pH值在8.0，在50℃恒温 水浴箱中反应50min，随后在无氧条件下30℃静置6.0h，并随时取样观察反应过程中硫 酸盐还原菌D.vulgaris和异化铁还原菌S.putrefaciensCN200混合菌体的OD₆₀₀的变化 情况，待充分生物催化反应后，形成混合物沉淀，再将沉淀物离心、清洗，并置于真空冷冻干 燥箱中干燥，即得到石墨烯。

5.根据权利要求1所述的双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步 骤（1）中DM培养液的成分包括：4-羟乙基哌嗪乙磺酸7.2g，氯化钠10g，二水氯化钙0.08 g，氯化铵1.0g，六水氯化镁0.2g，碳酸氢钠2.5g，去离子水1000mL，pH=7.0。

6.根据权利要求1所述的双模板生物催化还原制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步 骤（1）中TSB液体培养基的成分包括：胰蛋白胨17g，大豆蛋白胨3.0g，氯化钠100g，磷酸 氢二钾2.5g，葡萄糖2.5g，去离子水1000mL，pH=7.0。