石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料形成異質(zhì)結(jié)，如硅[64][65][66],，鍺[67],，氧化鋅[68]，硫化鎘[69],、二硫化鉬[70]等,。其中，石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***,、光電轉(zhuǎn)換效率比較高（AM1.5）的一類光電器件,。基于硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器（SGPD）,，獲得了極高的光伏響應(yīng)[71],。相比于光電流響應(yīng)，它不會(huì)因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗,?；诨瘜W(xué)氣象沉積法（CVD）生長(zhǎng)的石墨烯光電探測(cè)器有很多其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先有極高的光伏響應(yīng),，其次有極小的等效噪聲功率可以探測(cè)極微弱的信號(hào),，常見(jiàn)的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞,，從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性,。烏蘭察布氧化石墨

使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過(guò)納米通道。通過(guò)在GO納米片之間夾入適當(dāng)尺寸的間隔物來(lái)調(diào)節(jié)GO間距,，可以制造廣譜的GO膜,，每個(gè)膜能夠精確地分離特定尺寸范圍內(nèi)的目標(biāo)離子和分子。水合作用力使得溶液中氧化石墨烯片層間隙的距離增大到1.3 nm,，真正有效,、可自由通過(guò)的孔道尺寸為0.9 nm，計(jì)算出水合半徑小于0.45 nm的物質(zhì)可以通過(guò)氧化石墨烯膜片,，而水合半徑大于0.45 nm的物質(zhì)被截留,，如圖8.4所示。例如,，脫鹽要求GO的層間距小于0.7 nm,，以從水中篩分水合Na +（水合半徑為0.36nm）。 通過(guò)部分還原GO以減小水合官能團(tuán)的尺寸或通過(guò)將堆疊的GO納米片與小尺寸分子共價(jià)鍵合以克服水合力,，可以獲得這種小間距,。與此相反,，如果要擴(kuò)大GO的層間距至1~2 nm，可在GO納米片之間插入剛性較大的化學(xué)基團(tuán)或聚合物鏈（例如聚電解質(zhì)）,，從而使GO膜成為水凈化,、廢水回收、制藥和燃料分離等應(yīng)用的理想選擇,。 如果使用更大尺寸的納米顆?；蚣{米纖維作為插層物，可以制備出間距超過(guò)2nm的GO膜,，以用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（例如人工腎和透析）,，這些應(yīng)用需要大面積預(yù)分離生物分子和小廢物分子。附近哪里有氧化石墨技術(shù)石墨烯以優(yōu)異的聲,、光,、熱、電,、力等性質(zhì)成為各新型材料領(lǐng)域追求的目標(biāo),。

氧化石墨烯基納濾膜水通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的納濾膜，但是氧化石墨烯納濾膜對(duì)鹽離子的截留率還有待提高,。Gao等26利用過(guò)濾法在氧化石墨烯片層中間混合加入多壁碳納米管（MWCNTs）,，復(fù)合膜的通量達(dá)到113 L/（m2.h.MPa），對(duì)于鹽離子截留率提高,，對(duì)于Na2SO4截留率可達(dá)到83.5%,。Sun等27提出了一種全新的、精確可控的基于GO的復(fù)合滲透膜的設(shè)計(jì)思路,，通過(guò)將單層二氧化鈦（TO）納米片嵌入具有溫和紫外（UV）光照還原的氧化石墨烯（GO）層壓材料中,，所制備的RGO/TO雜化膜表現(xiàn)出優(yōu)異的水脫鹽性能。

氧化石墨烯（GO）表面有羥基,、羧基,、環(huán)氧基、羰基等親水性的活性基團(tuán),，且片層間距較大,，使得氧化石墨烯具有超大比表面積和***的離子交換能力。GO的結(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似,，而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識(shí)別功能,，由此可推斷氧化石墨烯在分離、過(guò)濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價(jià)值1-3,。GO經(jīng)過(guò)超聲可以穩(wěn)定地分散在水中,，再通過(guò)傳統(tǒng)成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后,，GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的層狀薄膜堆疊,，在薄膜的層與層之間形成具有選擇性的二維納米通道。 除此之外,，GO由于片層間存在較強(qiáng)的氫鍵,，力學(xué)性能優(yōu)異，易脫離基底而**存在,?；贕O薄膜制備方法簡(jiǎn)單、成本低,、高通透性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),，其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。GO的摻量對(duì)于水泥復(fù)合材料的提升效果也有差異,。

GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭(zhēng)議,。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過(guò)尺寸篩分以及帶電的目標(biāo)分離物與納米孔之間的靜電排斥機(jī)理實(shí)現(xiàn)分離，如圖8.3所示,。氧化石墨烯膜的分離通道主要由兩部分構(gòu)成：1）氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構(gòu)形成的半圓柱孔道,；2）氧化石墨烯分離膜片層之間的空隙。除此之外,，由氧化石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷引起的納米孔道對(duì)于水分子的傳輸提供了額外的通道19-22,。Mi等23研究認(rèn)為干態(tài)下通過(guò)真空過(guò)濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3 nm。將氧化石墨暴露在強(qiáng)脈沖光線下,，例如氙氣燈也能得到石墨烯,。烏蘭察布氧化石墨

GO表面的各種官能團(tuán)使其可與生物分子直接相互作用，易于化學(xué)修飾,。烏蘭察布氧化石墨

比較成熟的非線性材料有半導(dǎo)體可飽和吸收鏡和碳納米管可飽和吸收體,。但是制作半導(dǎo)體可飽和吸收鏡需要相對(duì)復(fù)雜和昂貴的超凈制造系統(tǒng)，這類器件的典型恢復(fù)時(shí)間約為幾個(gè)納秒,，且半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的光損傷閥值很低,，常用的半導(dǎo)體飽和吸收鏡吸收帶寬較窄。碳納米管是一種直接帶隙材料,，帶隙大小由碳納米管直徑和屬性決定,。不同直徑碳納米管的混合可實(shí)現(xiàn)寬的非線性吸收帶，覆蓋常用的1.0～1.6 um激光増益發(fā)射波段,。但是由于碳納米管的管狀形態(tài)會(huì)產(chǎn)生很大的散射損耗,，提高了鎖模閥值，限制了激光輸出功率和效率,，所以,，研究人員一直在尋找一種具有高光損傷閩值、超快恢復(fù)時(shí)間,、寬帶寬和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)的飽和吸收材料,。烏蘭察布氧化石墨