氧化石墨烯經(jīng)還原處理后,,對于提高其導(dǎo)電性,、比表面等大有裨益,,使得石墨烯可以應(yīng)用于對于導(dǎo)電性,、導(dǎo)熱性等要求更高的應(yīng)用中,。在還原過程,,含氧官能團(tuán)的去除和控制過程本身也可成為石墨烯改性的一種方式,,根據(jù)還原方式的不同得到的石墨烯也具有不同的特性和應(yīng)用場景,。例如,,通過熱還原方式得到的還原氧化石墨烯結(jié)構(gòu),、形貌,、組分可通過還原條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。Dou等1人介紹了在氬氣流下在1100-2000°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理得到的石墨烯結(jié)構(gòu)和吸附性能的研究,。所得到石墨烯粉體材料的表面積增加至超過起始前驅(qū)體材料四倍,,對氧化石墨烯進(jìn)行熱還原處理提高了氧化石墨烯的熱學(xué)性能,賦予了氧化石墨烯材料熱管理方面的應(yīng)用,。石墨烯具有很好的電學(xué)性質(zhì),,但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導(dǎo)體)。哪些氧化石墨納米材料
在推動(dòng)以氧化石墨烯為載體的新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)前,,勢必會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn):(1)優(yōu)化氧化石墨烯的制備方法及生產(chǎn)工藝,,使其具有可重復(fù)性,并能精確控制氧化石墨烯的尺寸和質(zhì)量,;(2)比較好使用劑量的摸索,,找到以氧化石墨烯為載體的***療效和毒性之間的平衡點(diǎn);(3)其他表面修飾劑的開發(fā),,需具有良好生物相容性且修飾后的氧化石墨烯能在短時(shí)間內(nèi)被生物體***,;(4)毒理學(xué)方法的進(jìn)一步規(guī)范,系統(tǒng)闡明以氧化石墨烯為載體***的潛在毒性,;(5)體內(nèi)外模型的建立,,***評價(jià)氧化石墨烯***的生物相容性,使其能更好地轉(zhuǎn)化到臨床,。此外,,以氧化石墨烯為載體的***在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用時(shí),還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響,,是否可能導(dǎo)致潛在的人體暴露和環(huán)境污染問題,這些有待于進(jìn)一步研究,。氧化石墨烯是有著非凡價(jià)值的新材料,,將會(huì)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。常規(guī)氧化石墨導(dǎo)熱GO成為制作傳感器極好的基本材料,。
在光通信領(lǐng)域,,徐等人開發(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涂層對折射率(RI)變化的影響,,論證了這種構(gòu)型對新傳感器的發(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,。
氧化石墨烯(GO)在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì),,同時(shí)也是高效的熒光淬滅劑。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光學(xué)性質(zhì)和多樣化的可修飾性,,為石墨烯在光學(xué),、光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個(gè)功能可調(diào)控的強(qiáng)大平臺(tái)[6],其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用日趨***,。氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(RGO)應(yīng)用于光電傳感,,主要是作為電子給體或者電子受體材料。作為電子給體材料時(shí),,利用的是其在光的吸收,、轉(zhuǎn)換、發(fā)射等光學(xué)方面的特殊性質(zhì),,作為電子受體材料時(shí),,利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學(xué)性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯(GO),、還原氧化石墨烯(RGO)的電學(xué)性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細(xì)的論述,,本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用之前,首先對相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)部分進(jìn)行介紹,。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。
當(dāng)前社會(huì)的快速發(fā)展造成了嚴(yán)重的重金屬離子污染,,重金屬離子毒性大,、分布廣、難降解,,一旦進(jìn)入生態(tài)環(huán)境,,嚴(yán)重威脅人類的生命健康。目前,,含重金屬離子廢水的處理方法主要有化學(xué)沉淀法,、膜分離法、離子交換法,、吸附法等等,。而使用納米材料吸附重金屬離子成為當(dāng)前科研人員的研究熱點(diǎn)。相對活性炭,、碳納米管等碳基吸附材料,,氧化石墨烯的比表面積更大,,表面官能團(tuán)(如羧基、環(huán)氧基,、羥基等)更為豐富,,具有很好的親水性,可以與金屬離子作用富集分離水相中的金屬離子,;同時(shí),,氧化石墨烯片層可交聯(lián)極性小分子或聚合物制備出氧化石墨烯納米復(fù)合材料,吸附特性更加優(yōu)異,。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,。官能化氧化石墨使用方法
氧化石墨可以通過用強(qiáng)氧化劑來處理石墨來制備,。哪些氧化石墨納米材料
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(shí)能夠與含氧官能團(tuán)形成氫鍵,,從而增加了水流動(dòng)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(tuán)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(jī)械強(qiáng)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(gè)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(shí)用意義,。哪些氧化石墨納米材料