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氧化石墨企業商機

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生絡合反應,生成不溶于水的絡合物,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/氧化石墨烯復合材料(EDTA-GO),通過研究發現其對金屬離子的吸附機制主要為絡合反應,即氧化石墨烯的表面官能團與水中的金屬離子反應形成復雜的絡合物,具體過程如圖8.7所示,由于形成的絡合物不溶于水,可通過沉淀等作用分離去除水中的金屬離子。氧化石墨是一種碳、氧數量之比介于2.1到2.9之間黃色固體,并仍然保留石墨的層狀結構,但結構更復雜。鶴崗制備氧化石墨

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光學材料的某些非線性性質是實現高性能集成光子器件的關鍵。光子芯片的許多重要功能,如全光開關,信號再生,超快通信都離不開它。找尋一種具有超高三階非線性,并且易于加工各種功能性微納結構的材料是眾多的光學科研工作者的夢想,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路。超快泵浦探針光譜表明,重度功能化的具有較大SP3區域的GO材料在高激發強度下可以出現飽和吸收、雙光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],這種效應歸因于在SP3結構域的光子中存在較大的帶隙。相反,在具有較小帶隙的SP2域中的*出現單光子吸收。石墨烯在飛秒脈沖激發下具有飽和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下為飽和吸收,高能量下則具有反飽和吸收[51]。因此,通過控制GO氧化/還原的程度,實現SP2域到SP3域的比例調控,可以調整GO的非線性光學性質,這對于高次諧波的產生與應用是非常重要的。單層氧化石墨濾餅修復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電、導熱等方面的性能。

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氧化石墨烯(GO)表面有羥基、羧基、環氧基、羰基等親水性的活性基團,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的結構與水通蛋白相類似,而蛋白質本身具有優異的離子識別功能,由此可推斷氧化石墨烯在分離、過濾及仿生離子傳輸等領域可能具有潛在的應用價值1-3。GO經過超聲可以穩定地分散在水中,再通過傳統成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后,GO微片可呈現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的氫鍵,力學性能優異,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點,其在水凈化領域具有廣闊的應用空間。

利用化學交聯和物理手段調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,水通量可達到6600-7200L/(m2.h.MPa),大約是傳統納濾膜水通量的100倍,對于染料的截留率達到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散高出數千倍,且這種行為是由納米毛細管網絡引起的。異??焖贊B透歸因于毛細管樣高壓作用于石墨烯毛細管內部的離子。GO薄膜的這一特性在膜分離領域具有非常重要的應用價值。GO表面的各種官能團使其可與生物分子直接相互作用,易于化學修飾。

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GO作為新型的二維結構的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結構,特殊的結構決定其優異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機制:(1)機械破壞,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應激引發的細菌/膜物質破壞;(3)包覆導致的跨膜運輸阻滯和(或)細菌生長阻遏;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細菌膜表面的殺菌機制中,主要是GO與起始分子反應(MolecularInitiatingEvents,MIEs)[51]的作用(圖7.3),包括GO表面活性引發的磷脂過氧化,GO片層結構對細菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取,GO表面催化引發的活性自由基等。另外,GO的尺寸在上述不同的***機制中對***的影響也是不同的,機械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO,能表現出更好的***能力,而氧化應激理論則認為GO尺寸越小,其***效果越好。氧化石墨仍然保留石墨母體的片狀結構,但是兩層間的間距(約0.7nm)大約是石墨中層間距的兩倍。鶴崗制備氧化石墨

在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業化生產過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團。鶴崗制備氧化石墨

光電器件是在微電子技術基礎上發展起來的一種實現光與電之間相互轉換的器件,其**是各種光電材料,即能夠實現光電信息的接收、傳輸、轉換、監測、存儲、調制、處理和顯示等功能的材料。光電傳感器件指的是能夠對某種特征量進行感知或探測的光電器件,狹義上*指可將特征光信號轉換為電信號進行探測的器件,廣義而言,任何可將被測對象的特征轉換為相應光信號的變化、并將光信號轉換為電信號進行檢測、探測的器件都可稱之為光電傳感器。鶴崗制備氧化石墨

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