杭州制備氧化石墨

隨著材料領(lǐng)域的擴(kuò)張，人們對于材料的功能性需求更為嚴(yán)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(biāo)，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(qiáng)相互作用力，使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團(tuán)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(jìn)一步應(yīng)用。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。杭州制備氧化石墨

利用化學(xué)交聯(lián)和物理手段調(diào)控氧化石墨烯基膜片上的褶皺和片層間的距離是制備石墨烯基納濾膜的主要手段。由于氧化石墨烯片層間隙距離小，Jin等24利用真空過濾法在石墨烯片層間加入單壁碳納米管（SWCNT），氧化石墨烯片層間的距離明顯增加，水通量可達(dá)到6600-7200L/（m2.h.MPa），大約是傳統(tǒng)納濾膜水通量的100倍，對于染料的截留率達(dá)到97.4%-98.7%。Joshi等25研究了真空抽濾GO分散液制備微米級厚度層狀GO薄膜的滲透作用。通過一系列實驗表明，GO膜在干燥狀態(tài)下是真空壓實的，但作為分子篩浸入水中后，能夠阻擋所有水合半徑大于0.45nm的離子，半徑小于0.45nm的離子滲透速率比自由擴(kuò)散高出數(shù)千倍，且這種行為是由納米毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)引起的。異?？焖贊B透歸因于毛細(xì)管樣高壓作用于石墨烯毛細(xì)管內(nèi)部的離子。GO薄膜的這一特性在膜分離領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價值。杭州制備氧化石墨掃描隧道顯微鏡照片表明，在氧化石墨中氧原子排列為矩形。

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。氧化石墨正式名稱為石墨氧化物或被稱為石墨酸，是一種由物質(zhì)量之比不定的碳、氫、氧元素構(gòu)成的化合物。

當(dāng)前社會的快速發(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。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，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。GO的摻量對于水泥復(fù)合材料的提升效果也有差異。北京常規(guī)氧化石墨

氧化石墨烯（GO）是印刷電子、催化、儲能、分離膜、生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料的理想材料。杭州制備氧化石墨

（1）將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的受體，構(gòu)建熒光共振能量轉(zhuǎn)移型氧化石墨烯生物傳感器，用于檢測各種生物分子。（2）可以將一些抗體鍵合在GO表面，構(gòu)建成抗體型氧化石墨烯傳感器，通常是將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移或化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移的受體，以此來檢測抗原物質(zhì)；或者利用GO比表面積較大能結(jié)合更多抗體的特點，將檢測信號進(jìn)行進(jìn)一步放大。（3）構(gòu)建多肽型氧化石墨烯傳感器。因為GO是一種邊緣含有親水基團(tuán)（-COOH，-OH及其他含氧基團(tuán)）而基底具有高疏水性的兩性物質(zhì)，當(dāng)多肽與GO孵育時，多肽的芳環(huán)和其他疏水性殘基與GO的疏水性基底堆積，同時二者部分殘基之間也會存在靜電作用，這樣多肽組裝在GO上形成了多肽型氧化石墨烯傳感器。當(dāng)多肽被熒光基團(tuán)標(biāo)記時，二者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移后，GO使熒光發(fā)生猝滅。杭州制備氧化石墨