醌-氮功能化调控氧化石墨烯电化学性能构建高能超级电容器

本文推荐：研究通过共沉淀法合成g-C3N4（GCN）/Ba掺杂MgO纳米材料，显著提升RhB染料降解率（88%）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）抑菌活性（3.05 mm抑菌圈）。结合分子对接和DFT计算阐明其通过抑制DNA旋转酶（DNA gyrase）的抗菌机制，为水污染治理提供新型催化-抗菌双功能材料。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过简易共沉淀法合成GCN/Ba掺杂MgO纳米结构，实现酸性条件下罗丹明B（RhB）高效降解（88%）及显著抗金黄色葡萄球菌（S. aureus）活性（抑菌圈3.05 mm），并通过分子对接揭示其靶向DNA旋转酶的抗菌机制。

INTRODUCTION

水污染对全球生态系统构成严峻威胁。工业废水中的RhB染料和病原微生物（如S. aureus）是典型污染物。本研究通过设计GCN/Ba-MgO异质结，同步提升电子传输效率和表面活性位点，为解决水处理难题提供新策略。

Material

实验采用六水合氯化镁（MgCl₂·6H₂O）、二水合氯化钡（BaCl₂·2H₂O）等试剂，通过尿素热解（500°C/5h）制备g-C₃N₄（GCN），构建多组分催化体系。

RESULTS AND DISCUSSION

XRD显示MgO立方晶格（2θ=36.2°对应(111)晶面），SAED证实多晶特性。TEM观察到掺杂后纳米棒团聚现象，带隙能从4.09 eV降至3.50 eV。4 wt.% GCN/Ba-MgO在pH=3时表现最佳催化效率，分子 docking 证实其通过阻断S. aureus的DNA旋转酶发挥杀菌作用。

CONCLUSION

GCN/Ba掺杂使MgO形成纳米棒团聚结构，带隙能降低促进光生载流子分离。该材料兼具RhB降解（88%）和抗菌（抑菌圈3.05 mm）双功能，分子机制研究为设计新型环境修复材料提供理论依据。