氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團(tuán)含有孤對(duì)電子,,可作為配位體與具有空的價(jià)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(guò)研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)金屬離子的吸附機(jī)制主要為絡(luò)合反應(yīng),,即氧化石墨烯的表面官能團(tuán)與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物,具體過(guò)程如圖8.7所示,,由于形成的絡(luò)合物不溶于水,,可通過(guò)沉淀等作用分離去除水中的金屬離子,。隨著含氧基團(tuán)的去除,氧化石墨烯(GO)在可見(jiàn)光波段的的光吸收率迅速上升,。無(wú)污染氧化石墨使用方法
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(lài)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。制造氧化石墨性能氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm,。
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(zhǎng)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(guò)氧化,,GO片層結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)***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,。
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(guò)蛋白質(zhì)來(lái)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(huì)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(duì)細(xì)胞膜的滲透性,,抑制了GO對(duì)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(duì)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。關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制,,研究者也有不同的觀點(diǎn),,目前仍沒(méi)有定論。
在光通信領(lǐng)域,,徐等人開(kāi)發(fā)了飛秒氧化石墨烯鎖模摻鉺光纖激光器,,與基于石墨烯的可飽和吸收體相比,具有性能有所提升,,并且具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)[95],,這是GO/RGO在與光纖結(jié)合應(yīng)用**早的報(bào)道之一。在傳感領(lǐng)域,,Sridevi等提出了一種基于腐蝕布拉格光柵光纖(FBG)外加GO涂層的高靈敏,、高精度生化傳感器,該方法在檢測(cè)刀豆球蛋白A中進(jìn)行了試驗(yàn)[96],。為了探索光纖技術(shù)和GO特性結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),文獻(xiàn)[97]介紹了不同的GO涂層在光纖樣品上應(yīng)用的特點(diǎn),,還分析了在傾斜布拉格光柵光纖FBG(TFBG)表面增加GO涂層對(duì)折射率(RI)變化的影響,,論證了這種構(gòu)型對(duì)新傳感器的發(fā)展的適用性。圖9.14給出了歸一化的折射率變化數(shù)據(jù),,顯示了這種構(gòu)型在多種傳感領(lǐng)域應(yīng)用的可能。修復(fù)石墨烯片層上的缺陷,,可以提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電,、導(dǎo)熱等方面的性能,。合成氧化石墨有哪些
GO的生物毒性除了有濃度依賴(lài)性,還會(huì)因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,。無(wú)污染氧化石墨使用方法
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。無(wú)污染氧化石墨使用方法