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)異的離子識別功能，由此可推斷氧化石墨烯在分離,、過濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價值1-3,。GO經(jīng)過超聲可以穩(wěn)定地分散在水中，再通過傳統(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,。基于GO薄膜制備方法簡單,、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,。氧化石墨片層的邊緣包括羰基或羧基,。官能化氧化石墨納米材料

工業(yè)化和城市化導(dǎo)致天然地表水體中的有毒化學(xué)品排放，其中包括酚類,、油污,、***、農(nóng)藥和腐植酸等有機(jī)物,，這些污染物在制藥,，石化，染料,，農(nóng)藥等行業(yè)的廢水中***檢測到,。許多研究集中在從水溶液中有效去除這些有毒污染物，如光催化，吸附和電解54-57,。在這些方法中,，由于吸附技術(shù)低成本，高效率和易于操作,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他技術(shù),。與傳統(tǒng)的膜材料不同，GO作為碳質(zhì)材料與有機(jī)分子的相互作用機(jī)理差異很大,。新的界面作用可在GO膜內(nèi)引入獨(dú)特的傳輸機(jī)制,，導(dǎo)致更有效地從水中去除有機(jī)污染物。石墨烯和GO對有機(jī)物的吸附機(jī)理的研究表明,，疏水作用,、π-π鍵交互作用、氫鍵,、共價鍵和靜電相互作用會影響石墨烯和GO對有機(jī)物的吸附能力,。單層氧化石墨怎么用GO的生物毒性除了有濃度依賴性，還會因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,。

所采用的石墨原料片徑大小,、純度高低等以及合成GO的方法不同，因此導(dǎo)致所合成出來的GO片的大小,、片層厚度,、氧化程度（含氧量）、表面電荷和表面所帶官能團(tuán)等不同,。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,，還會因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性，甚至結(jié)論相互矛盾[2-9],。此外,，GO可能與毒性測試中的試劑相互作用，從而影響細(xì)胞活性試驗數(shù)據(jù)的有效性,，使其產(chǎn)生假陽性結(jié)果,。如：Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞活性試驗中利用四甲基偶氮唑鹽（MTT）試劑與GO作用,，GO的存在可以減少藍(lán)色產(chǎn)物的形成,。因為在活細(xì)胞中，當(dāng)MTT減少時就說明有同一種顏色產(chǎn)物的生成,。因此，基于MTT法試驗未能體現(xiàn)出GO的細(xì)胞毒性,。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8（臺酚藍(lán)除外）,，就能對活細(xì)胞和死細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行精確的評估。

氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，傾向于氧化,，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎性浸潤,，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物,，即活性氧,。大量的實(shí)驗研究已經(jīng)確認(rèn)細(xì)胞經(jīng)不同濃度的GO處理后，都會增加細(xì)胞中活性氧的量,。而活性氧的量可以通過商業(yè)化的無色染料染色后利用流式細(xì)胞儀或熒光顯微鏡檢測到,。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負(fù)面作用，并被認(rèn)為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個重要因素,。氧化應(yīng)激反應(yīng)不僅與GO的濃度[17,18]有關(guān),，還與GO的氧化程度[19]有關(guān)。如將蠕蟲分別置于10μg/ml和20μg/ml的PLL-PEG修飾的GO溶液中,，GO會引起蠕蟲細(xì)胞內(nèi)活性氧的積累,，其活性氧分別增加59.2%和75.3%。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,。

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,，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,。單層氧化石墨怎么用

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),。官能化氧化石墨納米材料

GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭議。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過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)下通過真空過濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3nm。官能化氧化石墨納米材料