氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別,。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體,在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù)(~2.3%),;相比之下,,氧化石墨烯的光吸收系數(shù)要小一個(gè)數(shù)量級(~0.3%)[9][10]。而且,,氧化石墨烯的光吸收系數(shù)是波長的函數(shù),,其吸收曲線峰值在可見光與紫外光交界附近,隨著波長向近紅外一端移動(dòng),,吸收系數(shù)逐漸下降,。對紫外光的吸收(200-320nm)會表現(xiàn)出明顯的π-π*和n-π*躍遷,而且其強(qiáng)度會隨著含氧基團(tuán)的出現(xiàn)而增加[11],。氧化石墨烯(GO)的光響應(yīng)對其含氧基團(tuán)的數(shù)量十分敏感[12],。隨著含氧基團(tuán)的去除,氧化石墨烯(GO)在可見光波段的的光吸收率迅速上升,,**終達(dá)到2.3%這一石墨烯吸收率的上限,。氧化石墨烯(GO)的比表面積很大,厚度小,。官能化氧化石墨產(chǎn)品介紹
由于GO表面具有較高的親和力,,蛋白質(zhì)可以吸附在GO表面,因此在生物液體中可以通過蛋白質(zhì)來調(diào)節(jié)GO與細(xì)胞膜的相互作用,。如,,血液中存在著大量的血清蛋白,可能會潛在的影響GO的毒性,。Ge與其合作者[16]利用電子顯微鏡技術(shù)就觀察到牛血清蛋白可以降低GO對細(xì)胞膜的滲透性,,抑制了GO對細(xì)胞膜的破壞,同時(shí)降低了GO的細(xì)胞毒性,?;诜肿觿?dòng)力學(xué)研究分析,他們推斷可能是由于GO-蛋白質(zhì)之間的作用削弱了GO-磷脂之間的相互作用,。與此同時(shí),,GO對人血清蛋白的影響也被其他科研工作者所發(fā)現(xiàn),特別是他們觀察到了GO可以抑制人血清蛋白與膽紅素之間的作用,。因此,,GO與血清蛋白之間是相互影響的。烏蘭察布官能化氧化石墨石墨烯以優(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),。
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,?;诠?石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器(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)生長的石墨烯光電探測器有很多其獨(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極微弱的信號,,常見的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。
使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過納米通道,。通過在GO納米片之間夾入適當(dāng)尺寸的間隔物來調(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1.3nm,,真正有效、可自由通過的孔道尺寸為0.9nm,,計(jì)算出水合半徑小于0.45nm的物質(zhì)可以通過氧化石墨烯膜片,,而水合半徑大于0.45nm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0.7nm,以從水中篩分水合Na+(水合半徑為0.36nm),。通過部分還原GO以減小水合官能團(tuán)的尺寸或通過將堆疊的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1~2nm,,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粒或納米纖維作為插層物,,可以制備出間距超過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,。在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中,,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。
與石墨烯量子點(diǎn)類似,,氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì),。當(dāng)GO片徑達(dá)到若干納米量級的時(shí)候?qū)霈F(xiàn)明顯的限域效應(yīng),其光學(xué)性質(zhì)會隨著片徑尺寸大小發(fā)生變化[48],,當(dāng)超過某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯,,這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點(diǎn)光響應(yīng)的手段。與GO類似,,這種pH依賴來源于自由型zigzag邊緣的質(zhì)子化或者去質(zhì)子化,。同樣,這也可以解釋以GO為前驅(qū)體通過超聲-水熱法得到的石墨烯量子點(diǎn)的光發(fā)射性能,,在藍(lán)光區(qū)域其光發(fā)射性能取決于zigzag邊緣狀態(tài),,而綠色的熒光發(fā)射則來自于能級陷阱的無序狀態(tài)。通過控制氧化石墨烯量子點(diǎn)的氧化程度,,可以控制其發(fā)光的波長,。這一類量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)類似于GO,這說明只要片徑小于量子點(diǎn),,都會產(chǎn)生同樣的光學(xué)效應(yīng),,也就是在結(jié)構(gòu)上存在一個(gè)限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團(tuán)在功能化過程中引入的缺陷狀態(tài)。調(diào)控反應(yīng)過程中氧化條件,,減少面內(nèi)大面積反應(yīng),,減少缺陷,提升還原效率,。哪些氧化石墨有哪些
當(dāng)超過某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯,。官能化氧化石墨產(chǎn)品介紹
GO作為新型的二維結(jié)構(gòu)的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結(jié)構(gòu),,特殊的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)異的***特性,。GO的***活性主要有以下幾種機(jī)制:(1)機(jī)械破壞,包括物理穿刺或者切割,;(2)氧化應(yīng)激引發(fā)的細(xì)菌/膜物質(zhì)破壞,;(3)包覆導(dǎo)致的跨膜運(yùn)輸阻滯和(或)細(xì)菌生長阻遏,;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細(xì)菌膜表面的殺菌機(jī)制中,,主要是GO與起始分子反應(yīng)(MolecularInitiatingEvents,,MIEs)[51]的作用(圖7.3),包括GO表面活性引發(fā)的磷脂過氧化,,GO片層結(jié)構(gòu)對細(xì)菌膜的嵌入,、包裹以及磷脂分子的提取,GO表面催化引發(fā)的活性自由基等,。另外,,GO的尺寸在上述不同的***機(jī)制中對***的影響也是不同的,機(jī)械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO,,能表現(xiàn)出更好的***能力,,而氧化應(yīng)激理論則認(rèn)為GO尺寸越小,其***效果越好,。官能化氧化石墨產(chǎn)品介紹