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氧化石墨企业商机

GO膜在水处理中的分离机理尚存在诸多争议。一种观点认为通过尺寸筛分以及带电的目标分离物与纳米孔之间的静电排斥机理实现分离,如图8.3所示。氧化石墨烯膜的分离通道主要由两部分构成:1)氧化石墨烯分离膜中不规则褶皱结构形成的半圆柱孔道;2)氧化石墨烯分离膜片层之间的空隙。除此之外,由氧化石墨烯结构缺陷引起的纳米孔道对于水分子的传输提供了额外的通道19-22。Mi等23研究认为干态下通过真空过滤制备的氧化石墨烯片层间隙的距离约为0.3 nm。氧化石墨烯(GO)的厚度只有几纳米,具有两亲性。附近氧化石墨导电

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利用化学交联和物理手段调控氧化石墨烯基膜片上的褶皱和片层间的距离是制备石墨烯基纳滤膜的主要手段。由于氧化石墨烯片层间隙距离小,Jin等24利用真空过滤法在石墨烯片层间加入单壁碳纳米管(SWCNT),氧化石墨烯片层间的距离明显增加,水通量可达到6600-7200L/(m2.h.MPa),大约是传统纳滤膜水通量的100倍,对于染料的截留率达到97.4%-98.7%。Joshi等25研究了真空抽滤GO分散液制备微米级厚度层状GO薄膜的渗透作用。通过一系列实验表明,GO膜在干燥状态下是真空压实的,但作为分子筛浸入水中后,能够阻挡所有水合半径大于0.45 nm的离子,半径小于0.45 nm的离子渗透速率比自由扩散高出数千倍,且这种行为是由纳米毛细管网络引起的。异常快速渗透归因于毛细管样高压作用于石墨烯毛细管内部的离子。GO薄膜的这一特性在膜分离领域具有非常重要的应用价值。附近氧化石墨导电在用氧化还原法将石墨剥离为石墨烯的工业化生产过程中,得到的石墨烯微片富含多种含氧官能团。

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GO在生理学环境下容易发生聚**影响其负载药物的能力,因此需要对GO进行功能化修饰来解决其容易团聚的问题。目前功能化修饰主要有以下几种:(1)共价键修饰,由于GO表面丰富的含氧官能团(羟基、羧基、环氧基),可与多种亲水性大分子通过酯键、酰胺键等共价键连接完成功能化,改善其稳定性、生物相容性等。常见的大分子有聚乙二醇(PEG)、聚赖氨酸、聚丙烯(PAA)和聚醚酰亚胺(PEI)等;(2)非共价键修饰[22-24],GO片层内碳原子共同形成一个大的π 键,能够通过非共价π-π作用与芳香类化合物相互结合,不同种类的生物分子也可以通过氢键作用、范德华力和疏水作用等非共价作用力与GO结构中的SP2杂化部分结合完成功能化修饰。

在氧化石墨烯的纳米孔道中,分布着氧化区域和纳米sp2杂化碳区域,水分子在通过氧化区域时能够与含氧官能团形成氢键,从而增加了水流动阻力,而在杂化碳区域水流阻力很小。芳香碳网中形成的大多数通路被含氧官能团有效阻挡,从而分离海水中Na+和Cl-等小分子物质12, 13。相比于其他纳米材料,GO为快速水输送提供了较多优越性能,如光滑无摩擦的表面,超薄的厚度和超高的机械强度,所有这些特性都提高了水的渗透性。前超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等膜技术,已经成功地应用到水处理的各个领域,引起越来越多的企业家和科学家的关注8-11。GO薄膜在海水淡化领域的应用主要是去除海水中的盐离子,探究GO薄膜的离子传质行为具有更为重要的实用意义。氧化石墨烯可以有效去除溶液中的金属离子。

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与石墨烯量子点类似,氧化石墨烯量子点也具备一些特殊的性质。当GO片径达到若干纳米量级的时候将会出现明显的限域效应,其光学性质会随着片径尺寸大小发生变化[48],当超过某上限后氧化石墨烯量子点的性质相当接近氧化石墨烯,这就提供了一种通过控制片径尺寸分布改变氧化石墨烯量子点光响应的手段。与GO类似,这种pH依赖来源于自由型zigzag边缘的质子化或者去质子化。同样,这也可以解释以GO为前驱体通过超声-水热法得到的石墨烯量子点的光发射性能,在蓝光区域其光发射性能取决于zigzag边缘状态,而绿色的荧光发射则来自于能级陷阱的无序状态。通过控制氧化石墨烯量子点的氧化程度,可以控制其发光的波长。这一类量子点的光学性质类似于GO,这说明只要片径小于量子点,都会产生同样的光学效应,也就是在结构上存在一个限域岛状SP2杂化的碳或者含氧基团在功能化过程中引入的缺陷状态。随着含氧基团的去除,氧化石墨烯(GO)在可见光波段的的光吸收率迅速上升。附近氧化石墨导电

静电作用的强弱与氧化石墨烯表面官能团产生的负电荷相关。附近氧化石墨导电

光电器件是在微电子技术基础上发展起来的一种实现光与电之间相互转换的器件,其**是各种光电材料,即能够实现光电信息的接收、传输、转换、监测、存储、调制、处理和显示等功能的材料。光电传感器件指的是能够对某种特征量进行感知或探测的光电器件,狭义上*指可将特征光信号转换为电信号进行探测的器件,广义而言,任何可将被测对象的特征转换为相应光信号的变化、并将光信号转换为电信号进行检测、探测的器件都可称之为光电传感器。附近氧化石墨导电

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