石墨烯是一種在光子和光電子領(lǐng)域十分有吸引力的材料，與別的材料相比有很多優(yōu)點(diǎn)[1]。作為一種零帶隙材料，石墨烯的光響應(yīng)譜覆蓋了從紫外到THz范圍；同時(shí)，石墨烯在室溫下就有著驚人的電子輸運(yùn)速度，這使得光子或者等離子體轉(zhuǎn)換為電流或電壓的速度極快；石墨烯的低耗散率以及可以把電磁場(chǎng)能量限定在一定區(qū)域內(nèi)的性質(zhì)，帶來(lái)了很強(qiáng)的光與石墨烯相互作用。雖然還原氧化石墨烯（RGO）缺少本征石墨烯中觀測(cè)到的電子輸運(yùn)效應(yīng)以及其它一些凝聚態(tài)物質(zhì)效應(yīng)，但其易于規(guī)模化制備、性質(zhì)可調(diào)等優(yōu)異特性，使其在傳感檢測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm。單層氧化石墨圖片

光電器件是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種實(shí)現(xiàn)光與電之間相互轉(zhuǎn)換的器件，其**是各種光電材料，即能夠?qū)崿F(xiàn)光電信息的接收、傳輸、轉(zhuǎn)換、監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、調(diào)制、處理和顯示等功能的材料。光電傳感器件指的是能夠?qū)δ撤N特征量進(jìn)行感知或探測(cè)的光電器件，狹義上*指可將特征光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的器件，廣義而言，任何可將被測(cè)對(duì)象的特征轉(zhuǎn)換為相應(yīng)光信號(hào)的變化、并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、探測(cè)的器件都可稱之為光電傳感器。單層氧化石墨圖片氧化石墨烯（GO）是印刷電子、催化、儲(chǔ)能、分離膜、生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料的理想材料。

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(guò)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(wú)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(lái)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。

氧化石墨烯同時(shí)具有熒光發(fā)射和熒光淬滅特性，廣義而言，其自身已經(jīng)可以作為一種傳感材料，在生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。經(jīng)過(guò)功能化的氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在更加***的領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用，特別在光探測(cè)、光學(xué)成像、新型光源、非線性器件等光電傳感相關(guān)領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用。光電探測(cè)器是石墨烯問(wèn)世后**早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。2009年,Xia等利用機(jī)械剝離的石墨烯制備出了***個(gè)石墨烯光電探測(cè)器（MGPD）[2]，如圖9.6，以1-3層石墨烯作為有源層，Ti/Pd/Au作源漏電極，Si作為背柵極并在其上沉淀300nm厚的SiO2，在電極和石墨烯的接觸面上因?yàn)楣瘮?shù)的不同，能帶會(huì)發(fā)生彎曲并產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)。松散的氧化石墨分散在堿性溶液中形成類似石墨烯結(jié)構(gòu)的單原子厚度的片段。

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(cè)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(duì)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(jià)鍵和靜電相互作用會(huì)影響石墨烯和GO對(duì)有機(jī)物的吸附能力。在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。單層氧化石墨常見問(wèn)題

氧化石墨的親水性好，易于分散到水泥基復(fù)合材料中。單層氧化石墨圖片

GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭(zhēng)議。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過(guò)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(duì)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(guò)真空過(guò)濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3nm。單層氧化石墨圖片