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,水分子在通過氧化區(qū)域時能夠與含氧官能團形成氫鍵,,從而增加了水流動阻力,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,,如光滑無摩擦的表面,,超薄的厚度和超高的機械強度,,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)成功地應用到水處理的各個領域,,引起越來越多的企業(yè)家和科學家的關注8-11,。GO薄膜在海水淡化領域的應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用意義,。石墨原料片徑大小,、純度高低等以及合成方法不同,因此導致所合成出來的GO片的大小有差異,。哪些氧化石墨技術(shù)
配體交換作用即:氧化石墨烯上原有的配位體被溶液中的金屬離子所取代,,并以配位鍵的形式生成不溶于水的配合物,**終通過簡單的過濾即可從溶液中去除,。Tang等47對Fe與GO(質(zhì)量比為1:7.5)復合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復合的氧化石墨烯/鐵-錳復合材料(GO/Fe-Mn)進行了吸附研究,,通過一系列的實驗表明,氧化石墨烯對Hg2+的吸附機理主要是配體交換作用,,其比較大吸附量達到32.9mg/g,。Hg2+可在水環(huán)境中形成Hg(OH)2,與鐵錳氧化物中的活性點位(如-OH)發(fā)生配體交換作用,,從而將Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/鐵-錳復合材料上,,達到去除水環(huán)境中Hg2+的目的。氧化石墨烯經(jīng)一定功能化處理后可發(fā)揮更大的性能優(yōu)勢,,例如大比表面積,、高敏感度和高選擇性等,這些特性對于氧化石墨烯作為吸附劑吸附水環(huán)境中的金屬離子有著重要的作用,。無污染氧化石墨膜石墨烯具有很好的電學性質(zhì),,但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導體)。
GO在生理學環(huán)境下容易發(fā)生聚**影響其負載藥物的能力,,因此需要對GO進行功能化修飾來解決其容易團聚的問題,。目前功能化修飾主要有以下幾種:(1)共價鍵修飾,由于GO表面豐富的含氧官能團(羥基,、羧基,、環(huán)氧基),可與多種親水性大分子通過酯鍵,、酰胺鍵等共價鍵連接完成功能化,,改善其穩(wěn)定性、生物相容性等,。常見的大分子有聚乙二醇(PEG),、聚賴氨酸、聚丙烯(PAA)和聚醚酰亞胺(PEI)等,;(2)非共價鍵修飾[22-24],,GO片層內(nèi)碳原子共同形成一個大的π 鍵,能夠通過非共價π-π作用與芳香類化合物相互結(jié)合,,不同種類的生物分子也可以通過氫鍵作用,、范德華力和疏水作用等非共價作用力與GO結(jié)構(gòu)中的SP2雜化部分結(jié)合完成功能化修飾,。
在光通信領域,徐等人開發(fā)了飛秒氧化石墨烯鎖模摻鉺光纖激光器,,與基于石墨烯的可飽和吸收體相比,,具有性能有所提升,并且具有易于制造的優(yōu)點[95],,這是GO/RGO在與光纖結(jié)合應用**早的報道之一,。在傳感領域,Sridevi等提出了一種基于腐蝕布拉格光柵光纖(FBG)外加GO涂層的高靈敏,、高精度生化傳感器,,該方法在檢測刀豆球蛋白A中進行了試驗[96]。為了探索光纖技術(shù)和GO特性結(jié)合的優(yōu)點,,文獻[97]介紹了不同的GO涂層在光纖樣品上應用的特點,,還分析了在傾斜布拉格光柵光纖FBG(TFBG)表面增加GO涂層對折射率(RI)變化的影響,論證了這種構(gòu)型對新傳感器的發(fā)展的適用性,。圖9.14給出了歸一化的折射率變化數(shù)據(jù),,顯示了這種構(gòu)型在多種傳感領域應用的可能。氧化石墨中存在大量親水基團(如羧基與羥基),,在水溶液中容易分散,。
解決GO在不同介質(zhì)中的解理和分散等問題是實現(xiàn)GO廣泛應用的重要前提。此外,,不同的應用體系往往要不同的功能體現(xiàn)和界面結(jié)合等特征,,故而要經(jīng)常對GO表面進行修飾改性。GO本身含有豐富的含氧官能團,,也可在GO表面引入其他功能基團,,或者利用GO之間和GO與其它物質(zhì)間的共價鍵或非共價鍵作用進行化學反應接枝其他官能團。由于GO結(jié)構(gòu)的不確定性,,以上均屬于一大類復雜的GO化學,,導致采用化學方式對GO進行修飾與改性機理復雜化,很難得到結(jié)構(gòu)單一的產(chǎn)品,。盡管面臨諸多難以解釋清楚的問題,,但是對GO復合材料優(yōu)異性能的期望使得非常必要總結(jié)對GO進行修飾改性的常用方法和技術(shù),同時也是氧化石墨烯相關材料應用能否實現(xiàn)穩(wěn)定,、可控規(guī)模化應用的關鍵,。靜電作用的強弱與氧化石墨烯表面官能團產(chǎn)生的負電荷相關,。哪些氧化石墨技術(shù)
氧化石墨烯(GO)的厚度只有幾納米,具有兩親性,。哪些氧化石墨技術(shù)
TO具有光致親水特性,,可保證高的水流速率,,在沒有外部流體靜壓的情況下,與GO/TO情況相比,,通過RGO/TO雜化膜的離子滲透率可降低至0.5%,,而使用同位素標記技術(shù)測量的水滲透率可保持在原來的60%,如圖8.5(d-g)所示,。RGO/TO雜化膜優(yōu)異的脫鹽性能,,表明TO對GO的光致還原作用有助于離子的有效排斥,而在紫外光照射下光誘導TO的親水轉(zhuǎn)化是保留優(yōu)異的水滲透性的主要原因,。這種復合薄膜制備方法簡單,,在水凈化領域具有很好的潛在應用。,。哪些氧化石墨技術(shù)