氧化石墨烯(GO)表面有羟基、羧基、环氧基、羰基等亲水性的活性基团,且片层间距较大,使得氧化石墨烯具有超大比表面积和***的离子交换能力。GO的结构与水通蛋白相类似,而蛋白质本身具有优异的离子识别功能,由此可推断氧化石墨烯在分离、过滤及仿生离子传输等领域可能具有潜在的应用价值1-3。GO经过超声可以稳定地分散在水中,再通过传统成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽滤等处理后,GO微片可呈现肉眼可见的层状薄膜堆叠,在薄膜的层与层之间形成具有选择性的二维纳米通道。 除此之外,GO由于片层间存在较强的氢键,力学性能优异,易脱离基底而**存在。基于GO薄膜制备方法简单、成本低、高通透性和高选择性等优点,其在水净化领域具有广阔的应用空间。常州第六元素公司可以生产多个型号的氧化石墨。黑龙江进口氧化石墨
RGO制备简单、自身具有受还原程度调控的带隙,可以实现超宽谱(从可见至太赫兹波段)探测。氧化石墨烯的还原程度对探测性能有***影响,随着氧化石墨烯还原程度的提高,探测器的响应率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基础上,研究者开始尝试使用还原氧化石墨烯制备类似结构的光电探测器。对于RGO-Si器件,带间光子跃迁以及界面处的表面电荷积累,是影响光响应的重要因素[72]。2014年,Cao等[73]将氧化石墨烯分散液滴涂在硅线阵列上,而后通过热处理对氧化石墨烯进行热还原,制得了硅纳米线阵列(SiNW)-RGO异质结的室温超宽谱光探测器。该探测器在室温下,***实现了从可见光(532nm)到太赫兹波(2.52THz,118.8mm)的超宽谱光探测。在所有波段中,探测器对10.6mm的长波红外具有比较高的光响应率可达9mA/W。进口氧化石墨生产厂家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。
所采用的石墨原料片径大小、纯度高低等以及合成GO的方法不同,因此导致所合成出来的GO片的大小、片层厚度、氧化程度(含氧量)、表面电荷和表面所带官能团等不同。GO的生物毒性除了有浓度依赖性,还会因GO原料的不同而呈现出毒性数据的多样性,甚至结论相互矛盾 [2-9]。此外,GO可能与毒性测试中的试剂相互作用,从而影响细胞活性试验数据的有效性,使其产生假阳性结果。如:Macosko与其合作者[10]的研究发现,在细胞活性试验中利用四甲基偶氮唑盐(MTT)试剂与GO作用,GO的存在可以减少蓝色产物的形成。因为在活细胞中,当MTT减少时就说明有同一种颜色产物的生成。因此,基于MTT法试验未能体现出GO的细胞毒性。但是他们利用另一种水溶性的四唑基试剂——WST-8(台酚蓝除外),就能对活细胞和死细胞的数量进行精确的评估。
氧化石墨烯(GO)的光学性质与石墨烯有着很大差别。石墨烯是零带隙半导体,在可见光范围内的光吸收系数近乎常数(~2.3%);相比之下,氧化石墨烯的光吸收系数要小一个数量级(~0.3%)[9][10]。而且,氧化石墨烯的光吸收系数是波长的函数,其吸收曲线峰值在可见光与紫外光交界附近,随着波长向近红外一端移动,吸收系数逐渐下降。对紫外光的吸收(200-320nm)会表现出明显的π-π*和 n-π*跃迁,而且其强度会随着含氧基团的出现而增加[11]。氧化石墨烯(GO)的光响应对其含氧基团的数量十分敏感[12]。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,**终达到2.3%这一石墨烯吸收率的上限。虽然GO具有诸多特性,但是由于范德华作用力,使GO之间很容易在不同体系中发生团聚。
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。GO表面的各种官能团使其可与生物分子直接相互作用,易于化学修饰。鸡西合成氧化石墨
氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能团含有孤对电子。黑龙江进口氧化石墨
由于GO表面具有较高的亲和力,蛋白质可以吸附在GO表面,因此在生物液体中可以通过蛋白质来调节GO与细胞膜的相互作用。如,血液中存在着大量的血清蛋白,可能会潜在的影响GO的毒性。Ge与其合作者[16]利用电子显微镜技术就观察到牛血清蛋白可以降低GO对细胞膜的渗透性,抑制了GO对细胞膜的破坏,同时降低了GO的细胞毒性。基于分子动力学研究分析,他们推断可能是由于GO-蛋白质之间的作用削弱了GO-磷脂之间的相互作用。与此同时,GO对人血清蛋白的影响也被其他科研工作者所发现,特别是他们观察到了GO可以抑制人血清蛋白与胆红素之间的作用。因此,GO与血清蛋白之间是相互影响的。黑龙江进口氧化石墨