近年来,细菌和病毒的频繁爆发严重影响了人们的正常生活。因此,对于抗菌纳米复合材料的研究是非常必要的。然而,大多数抗菌材料都有一些缺点,如单一的杀菌机制和不可重复使用。基于目前的现状,本文将氧化石墨烯(GO),季铵盐(QAs)和N-卤胺联合使用,可提高抗菌活性,并结合他们的多种灭菌机制提高杀菌效率。氧化石墨烯可以提供更丰富的灭菌途径和更大的比表面积,有利于季铵化N-卤胺的接枝。充分利用了氧化石墨烯的物理杀菌、季铵盐的电荷吸附、N-卤胺的再利用和高效杀菌等优点。基于高分子改性氧化石墨烯及其水凝胶复合材料的制备和抗菌性能研究开展了以下两方面工作:(1)季铵化N-卤胺改性氧化石墨烯纳米粒子的制备及其抗菌性能研究为了结合多种杀菌方式,制备出可循环使用的多效杀菌剂。本研究将高分子聚合物季铵化N-卤胺通过季铵化反应接枝到GO上,丰富杀菌途径,提高杀菌效果。以GO纳米片为聚合物骨架,采用原位自由基聚合法合成了聚4-乙烯基吡啶接枝的氧化石墨烯(GO-VP),然后通过季铵化反应了接枝3-溴丙基-5-5-二甲基海因,制备了季铵化N-卤胺改性氧化石墨烯(GO-VPBHD),经过氯化后完成了季铵化N-卤胺改性氧化石墨烯纳米抗菌材料(GO-VPBHD-Cl)的制备。通过X-射线电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等对样品的形貌和结构进行了表征,还检测了抗菌纳米粒子对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌效果。结果证明,该纳米粒子具有良好的协同抗菌作用,材料对革兰阴性大肠杆菌和革兰阳性金黄色葡萄球菌均表现出较高的灭活率(>99.9%),制备的材料在抗菌涂料、水处理和生物医用材料等方面具有很大的应用潜力。(2)改性氧化石墨烯水凝胶伤口敷料的制备及对感染伤口的愈合性能研究赋予水凝胶抗菌能力在组织修复方面很有前景,但大多数抗菌水凝胶具有合成方法成本高、产率低、合成步骤复杂的缺点。本章节基于简单的熔融共混,制备出能够用于细菌感染伤口的季铵盐卤胺改性氧化石墨烯水凝胶。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线粉末衍射仪(XRD)等对样品的微观形貌进行了表征分析。样品具有明显的网状结构,孔径大小相对均匀。样品具有缓释性,延长了作用时间。该水凝胶具有良好的抗菌性能,且毒性低。同时,体内伤口愈合实验表明,该复合材料能抵抗伤口细菌感染,加快伤口愈合速度,在生物医学领域具有广阔的应用前景。