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綠色氧化石墨常見(jiàn)問(wèn)題

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-05

氧化石墨烯(GO)表面有羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等親水性的活性基團(tuán),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(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似,而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識(shí)別功能,由此可推斷氧化石墨烯在分離、過(guò)濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價(jià)值1-3。GO經(jīng)過(guò)超聲可以穩(wěn)定地分散在水中,再通過(guò)傳統(tǒng)成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后,GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)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(qiáng)的氫鍵,力學(xué)性能優(yōu)異,易脫離基底而**存在。基于GO薄膜制備方法簡(jiǎn)單、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。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。綠色氧化石墨常見(jiàn)問(wèn)題

綠色氧化石墨常見(jiàn)問(wèn)題,氧化石墨

使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過(guò)納米通道。通過(guò)在GO納米片之間夾入適當(dāng)尺寸的間隔物來(lái)調(diào)節(jié)GO間距,可以制造廣譜的GO膜,每個(gè)膜能夠精確地分離特定尺寸范圍內(nèi)的目標(biāo)離子和分子。水合作用力使得溶液中氧化石墨烯片層間隙的距離增大到1.3nm,真正有效、可自由通過(guò)的孔道尺寸為0.9nm,計(jì)算出水合半徑小于0.45nm的物質(zhì)可以通過(guò)氧化石墨烯膜片,而水合半徑大于0.45nm的物質(zhì)被截留,如圖8.4所示。例如,脫鹽要求GO的層間距小于0.7nm,以從水中篩分水合Na+(水合半徑為0.36nm)。通過(guò)部分還原GO以減小水合官能團(tuán)的尺寸或通過(guò)將堆疊的GO納米片與小尺寸分子共價(jià)鍵合以克服水合力,可以獲得這種小間距。與此相反,如果要擴(kuò)大GO的層間距至1~2nm,可在GO納米片之間插入剛性較大的化學(xué)基團(tuán)或聚合物鏈(例如聚電解質(zhì)),從而使GO膜成為水凈化、廢水回收、制藥和燃料分離等應(yīng)用的理想選擇。如果使用更大尺寸的納米顆粒或納米纖維作為插層物,可以制備出間距超過(guò)2nm的GO膜,以用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(例如人工腎和透析),這些應(yīng)用需要大面積預(yù)分離生物分子和小廢物分子。北京綠色氧化石墨氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法。

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(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(cè)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(lái)檢測(cè)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(diǎn),將檢測(cè)信號(hào)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?yàn)镚O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(shí),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(shí)二者部分殘基之間也會(huì)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(shí),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。

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。氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團(tuán)含有孤對(duì)電子。

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氧化石墨烯(GO)是一種兩親性材料,在生理?xiàng)l件中一般帶有負(fù)電荷,通過(guò)對(duì)GO的修飾可以改變電荷的大小,甚至使其帶上正電荷,如利用聚合物或樹(shù)枝狀大分子等聚陽(yáng)離子試劑。在細(xì)胞中,GO可能會(huì)與疏水性的、帶正電荷或帶負(fù)電荷的物質(zhì)進(jìn)行相互作用,如細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和核酸等,因此會(huì)誘導(dǎo)GO產(chǎn)生毒性。因此在本節(jié)中,我們主要探討GO在細(xì)胞(即體外)和體內(nèi)試驗(yàn)中產(chǎn)生已知的毒性效應(yīng),以及產(chǎn)生毒性的可能原因。石墨烯材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要由三個(gè)參數(shù)決定:(a)層數(shù)、(b)橫向尺寸和(c)化學(xué)組成即碳氧比例)。石墨、碳纖維、碳納米管和GO可以作為熒光受體。應(yīng)該怎么做氧化石墨商家

氧化石墨可以用于提高環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導(dǎo)熱性能。綠色氧化石墨常見(jiàn)問(wèn)題

與石墨烯量子點(diǎn)類似,氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì)。當(dāng)GO片徑達(dá)到若干納米量級(jí)的時(shí)候?qū)?huì)出現(xiàn)明顯的限域效應(yīng),其光學(xué)性質(zhì)會(huì)隨著片徑尺寸大小發(fā)生變化[48],當(dāng)超過(guò)某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯,這就提供了一種通過(guò)控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點(diǎn)光響應(yīng)的手段。與GO類似,這種pH依賴來(lái)源于自由型zigzag邊緣的質(zhì)子化或者去質(zhì)子化。同樣,這也可以解釋以GO為前驅(qū)體通過(guò)超聲-水熱法得到的石墨烯量子點(diǎn)的光發(fā)射性能,在藍(lán)光區(qū)域其光發(fā)射性能取決于zigzag邊緣狀態(tài),而綠色的熒光發(fā)射則來(lái)自于能級(jí)陷阱的無(wú)序狀態(tài)。通過(guò)控制氧化石墨烯量子點(diǎn)的氧化程度,可以控制其發(fā)光的波長(zhǎng)。這一類量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)類似于GO,這說(shuō)明只要片徑小于量子點(diǎn),都會(huì)產(chǎn)生同樣的光學(xué)效應(yīng),也就是在結(jié)構(gòu)上存在一個(gè)限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團(tuán)在功能化過(guò)程中引入的缺陷狀態(tài)。綠色氧化石墨常見(jiàn)問(wèn)題

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