在氧化石墨烯的納米孔道中,分布著氧化區(qū)域和納米sp2雜化碳區(qū)域,,水分子在通過氧化區(qū)域時能夠與含氧官能團形成氫鍵,,從而增加了水流動阻力,而在雜化碳區(qū)域水流阻力很小,。芳香碳網(wǎng)中形成的大多數(shù)通路被含氧官能團有效阻擋,,從而分離海水中Na+和Cl-等小分子物質(zhì)12,13。相比于其他納米材料,,GO為快速水輸送提供了較多優(yōu)越性能,,如光滑無摩擦的表面,超薄的厚度和超高的機械強度,,所有這些特性都提高了水的滲透性,。前超濾膜、納濾膜,、反滲透膜等膜技術(shù),,已經(jīng)成功地應(yīng)用到水處理的各個領(lǐng)域,引起越來越多的企業(yè)家和科學(xué)家的關(guān)注8-11,。GO薄膜在海水淡化領(lǐng)域的應(yīng)用主要是去除海水中的鹽離子,,探究GO薄膜的離子傳質(zhì)行為具有更為重要的實用意義。氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法,。無污染氧化石墨納米材料
在GO還原成RGO的過程中,,材料的導(dǎo)電性、禁帶特性和折射率都會發(fā)生連續(xù)變化,,形成獨特而優(yōu)異的可調(diào)諧型新材料,。2014年,澳大利亞微光子學(xué)中心賈寶華教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組***發(fā)現(xiàn)在用激光直寫氧化石墨烯薄膜形成微納米結(jié)構(gòu)的過程中,,材料的非線性可以實現(xiàn)激光功率可控的動態(tài)調(diào)諧,。與傳統(tǒng)的非線性材料相比,氧化石墨烯的三階非線性高出了整整1000倍,,隨著氧化石墨烯中的氧成分逐漸減少,,而非線性也呈現(xiàn)出被動態(tài)調(diào)諧的豐富變化,。不但材料的非線性系數(shù)的大小產(chǎn)生改變,其非線性吸收和折射率也發(fā)生變化,,并且,,這種豐富的非線性特性完全可以實現(xiàn)動態(tài)操控。多層氧化石墨研發(fā)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,。
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,,表面的各種官能團使其可與生物分子直接相互作用,易于化學(xué)修飾,,同時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行加工。另外,,GO具有獨特的電子結(jié)構(gòu)性能,,可以通過熒光能量共振轉(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、量子點及上轉(zhuǎn)換納米材料)的熒光,。這些特點都使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CdSe/ZnS量子點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]。
氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團含有孤對電子,,可作為配位體與具有空的價電子軌道的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),,生成不溶于水的絡(luò)合物,從而有效去除溶液中的金屬離子,。Madadrang等45制得乙二胺四乙酸/氧化石墨烯復(fù)合材料(EDTA-GO),,通過研究發(fā)現(xiàn)其對金屬離子的吸附機制主要為絡(luò)合反應(yīng),即氧化石墨烯的表面官能團與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物,,具體過程如圖8.7所示,,由于形成的絡(luò)合物不溶于水,,可通過沉淀等作用分離去除水中的金屬離子。氧化石墨片層的邊緣包括羰基或羧基,。
隨著材料領(lǐng)域的擴張,,人們對于材料的功能性需求更為嚴苛,迫切需要在交通運輸,、建筑材料,、能量存儲與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域應(yīng)用性質(zhì)更加優(yōu)良的材料出現(xiàn),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,作為前驅(qū)體的GO以其靈活的物理化學(xué)性質(zhì),、可規(guī)?;苽涞奶攸c更成為應(yīng)用基礎(chǔ)研究的熱電。雖然GO具有諸多特性,,但是由于范德華作用以及π-π作用等強相互作用力,,使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團聚,其在納米尺度上表現(xiàn)的優(yōu)異性能隨著GO片層的聚集***的降低直至消失,,極大地阻礙了GO的進一步應(yīng)用,。氧化石墨仍然保留石墨母體的片狀結(jié)構(gòu),但是兩層間的間距(約0.7nm)大約是石墨中層間距的兩倍,。哪里有氧化石墨生產(chǎn)企業(yè)
通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),,降低氧化程度,降低難分解的芳香族官能團,。無污染氧化石墨納米材料
目前醫(yī)學(xué)界面臨的一個棘手的難題是對大面積骨組織缺損的修復(fù),。其中,干細胞***可能是一種很有前途的解決方案,,但是在干細胞的移植過程中,,需要可促進和增強細胞成活、附著,、遷移和分化并有著良好生物相容性的支架材料,。研究已表明氧化石墨烯(GO)具有良好的生物相容性及較低的細胞毒性,可促進成纖維細胞,、成骨細胞和間充質(zhì)干細胞(mesenchymalstemcells,,MSC)的增殖和分化[82],同時GO還可以促進多種干細胞的附著和生長,,增強其成骨分化的能力[83-84],。因此受到骨組織再生領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域研究人員的關(guān)注,,成為組織工程研究中一種很有潛力的支架材料。GO不僅可以單獨作為干細胞的載體材料,,還可以加入到現(xiàn)有的支架材料中,,GO不僅可以加強支架材料的生物活性,同時還可以改善支架材料的空隙結(jié)構(gòu)和機械性能,,包括抗壓強度和抗曲強度,。GO表面積及粗糙度較大,適合MSC的附著和增殖,,從而可促進間充質(zhì)干細胞的成骨分化,,而這種作用程度與支架中加入GO的比例成正比。無污染氧化石墨納米材料