人类生存环境中存在着种类繁多数量巨大的致病菌,无时无刻不威胁着人类生命健康。一直以来,抗菌剂在致病菌污染控制与预防方面起到至关重要的作用。在诸多抗菌材料中,碳纳米材料的优异特性使其成为了抗菌领域的佼佼者。其中,石墨双炔（Graphdiyne,GDY）作为一种新兴的二维碳纳米材料,以其独特的sp和sp²杂化结构在储能、光学、催化等领域展现出良好的发展态势,应用前景十分广阔。然而,GDY及其衍生物在抗菌领域中的研究鲜有报道。本论文研究了GDY和氧化石墨双炔（GDYO）的抗菌性能,发现与GDY相比,GDYO特殊形貌特征和表面官能团赋予其更高的抗菌活性,并揭示了GDYO的抗菌作用机制。此外,本论文研究了GDY和GDYO对贵金属离子的选择性捕获性能,发现GDY和GDYO可以将贵金属离子从水溶液中选择性吸附并原位还原至单质纳米颗粒,并证实了所回收贵金属在抗菌方面的再利用可行性。首先,本论文以GDY为研究对象,以H₂O₂/H₂SO₄为氧化剂,对GDY进行表面氧化处理制得GDYO,并对GDY和GDYO的形貌、结构进行了表征,发现GDY和GDYO均呈现表面褶皱的二维层状形貌,表面都有大量的-OH、-COOH、C-O-C等带负电荷的基团。随后,通过一系列抗菌实验,评价了GDY和GDYO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。结果显示,不论在黑暗还是可见光条件下,GDYO的抗菌活性均高于GDY,且可见光可以提高GDYO的抗菌能力。通过浊度、稳定性测试发现,GDYO表面的含氧官能团使得其在水中的分散性更好,使得GDYO比GDY杀菌性能更高。此外,本文以GDY和GDYO作为贵金属离子捕获剂,研究了GDY和GDYO在不同pH值、不同干扰离子条件下对Au³⁺、Ag⁺和Pd²⁺的回收及原位还原能力。结果发现,GDY和GDYO在强酸性条件下对三种贵金属离子具有选择性捕获特性。另外,本研究成功在GDY和GDYO表面沉积了超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒,并将GDY-Fe₃O₄和GDYO-Fe₃O₄用于贵金属离子的捕获,由于Fe₃O₄纳米颗粒的磁场响应性,使得贵金属的回收变得更高效便捷。在此基础上,本文还证实了沉积了贵金属纳米颗粒的GDY和GDYO对大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的抗菌活性,证实了贵金属的回收与抗菌再利用可行性。本研究为石墨双炔及衍生物的开发与应用提供了新的思路,在贵金属离子的回收及再利用方面具有潜在的科学意义和实际应用价值。