盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光,,但有趣的是它也可以淬滅熒光,。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身,正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性,、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的,。眾所周知,石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,,同樣的,,在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光,如染料分子,、共軛聚合物,、量子點(diǎn)等,而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進(jìn)一步的提升,。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率,,研究表明,熒光淬滅特性來(lái)自于GO,、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合,。氧化石墨烯(GO)的厚度只有幾納米,具有兩親性,。改性氧化石墨增強(qiáng)
氧化石墨烯表面含有-OH和-COOH等豐富的官能團(tuán),,在水中可發(fā)生去質(zhì)子化等反應(yīng)帶有負(fù)電荷,,由于靜電作用將金屬陽(yáng)離子吸附至表面;相反的,,如果水中pH等環(huán)境因素發(fā)生變化,,氧化石墨烯表面也可攜帶正電荷,則與金屬離子產(chǎn)生靜電斥力,,二者之間的吸附作用**減弱,。而靜電作用的強(qiáng)弱與氧化石墨烯表面官能團(tuán)產(chǎn)生的負(fù)電荷相關(guān),其受環(huán)境pH值的影響較明顯,。Wang44等人的研究證明,,在pH>pHpzc時(shí)(pHpzc=3.8),GO表面的官能團(tuán)可發(fā)生去質(zhì)子化反應(yīng)而帶負(fù)電,,可有效吸附鈾離子U(VI),,其吸附量可達(dá)到1330mg/g。改性氧化石墨增強(qiáng)碳基填料可以提高聚合物的熱導(dǎo)率,,但無(wú)法像提高導(dǎo)電性那么明顯,,甚至低于有效介質(zhì)理論。
光學(xué)材料的某些非線性性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高性能集成光子器件的關(guān)鍵,。光子芯片的許多重要功能,,如全光開關(guān),信號(hào)再生,,超快通信都離不開它,。找尋一種具有超高三階非線性,并且易于加工各種功能性微納結(jié)構(gòu)的材料是眾多的光學(xué)科研工作者的夢(mèng)想,,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路,。超快泵浦探針光譜表明,重度功能化的具有較大SP3區(qū)域的GO材料在高激發(fā)強(qiáng)度下可以出現(xiàn)飽和吸收,、雙光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],,這種效應(yīng)歸因于在SP3結(jié)構(gòu)域的光子中存在較大的帶隙。相反,,在具有較小帶隙的SP2域中的*出現(xiàn)單光子吸收,。石墨烯在飛秒脈沖激發(fā)下具有飽和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下為飽和吸收,,高能量下則具有反飽和吸收[51],。因此,通過(guò)控制GO氧化/還原的程度,,實(shí)現(xiàn)SP2域到SP3域的比例調(diào)控,,可以調(diào)整GO的非線性光學(xué)性質(zhì),這對(duì)于高次諧波的產(chǎn)生與應(yīng)用是非常重要的,。
多層氧化石墨烯(GO)膜在不同pH水平下去除水中有機(jī)物質(zhì)的系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和機(jī)理研究,。該研究采用逐層組裝法制備了PAH/GO雙層膜,,對(duì)典型單價(jià)離子(Na+,Cl-)和多價(jià)離子(SO42-,,Mg2+)以及有機(jī)染料(亞甲藍(lán)MB,,羅丹明R-WT)和藥物和個(gè)人護(hù)理品(三氯生TCS,三氯二苯脲TCC)在反滲透膜系統(tǒng)中通過(guò)GO膜的行為進(jìn)行研究,。結(jié)果發(fā)現(xiàn),,在pH=7時(shí),無(wú)論其電荷,、尺寸或疏水性質(zhì)如何,,GO膜能夠高效去除多價(jià)陽(yáng)離子/陰離子和有機(jī)物,但對(duì)于單價(jià)離子的去除率較低,。傳統(tǒng)的納濾膜通常帶負(fù)電,,且只能去除帶有負(fù)電荷的多價(jià)離子和有機(jī)物。隨著pH的變化,,GO膜的關(guān)鍵性質(zhì)(例如電荷,,層間距)發(fā)生***變化,導(dǎo)致不同的pH依賴性界面現(xiàn)象和分離機(jī)制,,一些有機(jī)物(例如三氯二苯脲)的分子形狀由于這種有機(jī)物與GO膜的碳表面的遷移性和π-π相互作用而極大地影響了它們的去除。當(dāng)超過(guò)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,。
TO具有光致親水特性,,可保證高的水流速率,在沒(méi)有外部流體靜壓的情況下,,與GO/TO情況相比,,通過(guò)RGO/TO雜化膜的離子滲透率可降低至0.5%,而使用同位素標(biāo)記技術(shù)測(cè)量的水滲透率可保持在原來(lái)的60%,,如圖8.5(d-g)所示,。RGO/TO雜化膜優(yōu)異的脫鹽性能,表明TO對(duì)GO的光致還原作用有助于離子的有效排斥,,而在紫外光照射下光誘導(dǎo)TO的親水轉(zhuǎn)化是保留優(yōu)異的水滲透性的主要原因,。這種復(fù)合薄膜制備方法簡(jiǎn)單,在水凈化領(lǐng)域具有很好的潛在應(yīng)用,。,。GO成為制作傳感器極好的基本材料。氧化石墨涂料
氧化石墨中存在大量親水基團(tuán)(如羧基與羥基),,在水溶液中容易分散,。改性氧化石墨增強(qiáng)
氧化石墨烯(GO)的比表面積很大,而厚度只有幾納米,,具有兩親性,,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,同時(shí)具有良好的生物相容性,,超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進(jìn)行加工,。另外,GO具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)性能,,可以通過(guò)熒光能量共振轉(zhuǎn)移和非輻射偶極-偶極相互作用能有效猝滅熒光體(染料分子,、量子點(diǎn)及上轉(zhuǎn)換納米材料)的熒光。這些特點(diǎn)都使GO成為制作傳感器極好的基本材料[74-76],。Arben的研究中發(fā)現(xiàn),,將CdSe/ZnS量子點(diǎn)作為熒光供體,石墨,、碳纖維,、碳納米管和GO作為熒光受體,以上幾種碳材料對(duì)CdSe/ZnS量子點(diǎn)的熒光淬滅效率分別為66±17%,、74±7%,、71±1%和97±1%,因此與其他碳材料相比,,GO具有更好的熒光猝滅效果[77],。改性氧化石墨增強(qiáng)