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0.3nm。氧化石墨正式名称为石墨氧化物或被称为石墨酸,是一种由物质量之比不定的碳、氢、氧元素构成的化合物。乌兰察布改性氧化石墨
还原氧化石墨烯(RGO)在边缘处和面内缺陷处具有丰富的分子结合位点,使其成为一种很有希望的电化学传感器材料。结合原位还原技术,有很多研究使用诸如喷涂、旋涂等基于溶液的技术手段,利用氧化石墨烯(GO)在不同基底上制造出具备石墨烯相关性质的器件,以期在一些场合替代CVD制备的石墨烯。结构决定性质。氧化石墨烯(GO)的能级结构由sp3杂化和sp2杂化的相对比例决定[6],调节含氧基团相对含量可以实现氧化石墨烯(GO)从绝缘体到半导体再到半金属性质的转换哪些氧化石墨纳米材料关于GO与水泥基复合材料的作用机制,研究者也有不同的观点,目前仍没有定论。
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。
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。
氧化石墨烯(GO)在很宽的光谱范围内具有光致发光性质,同时也是高效的荧光淬灭剂。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光学性质和多样化的可修饰性,为石墨烯在光学、光电子学领域的应用提供了一个功能可调控的强大平台[6],其在光电领域的应用日趋***。氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)应用于光电传感,主要是作为电子给体或者电子受体材料。作为电子给体材料时,利用的是其在光的吸收、转换、发射等光学方面的特殊性质,作为电子受体材料时,利用的是其优异的载流子迁移率等电学性质。本书前面的内容中对氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(RGO)的电学性质已经有了比较详细的论述,本章在介绍其在光电领域的应用之前,首先对相关的光学性质部分进行介绍。氧化石墨烯(GO)的厚度只有几纳米,具有两亲性。济南无污染氧化石墨
氧化石墨中存在大量亲水基团(如羧基与羟基),在水溶液中容易分散。乌兰察布改性氧化石墨
解决GO在不同介质中的解理和分散等问题是实现GO广泛应用的重要前提。此外,不同的应用体系往往要不同的功能体现和界面结合等特征,故而要经常对GO表面进行修饰改性。GO本身含有丰富的含氧官能团,也可在GO表面引入其他功能基团,或者利用GO之间和GO与其它物质间的共价键或非共价键作用进行化学反应接枝其他官能团。由于GO结构的不确定性,以上均属于一大类复杂的GO化学,导致采用化学方式对GO进行修饰与改性机理复杂化,很难得到结构单一的产品。尽管面临诸多难以解释清楚的问题,但是对GO复合材料优异性能的期望使得非常必要总结对GO进行修饰改性的常用方法和技术,同时也是氧化石墨烯相关材料应用能否实现稳定、可控规模化应用的关键。乌兰察布改性氧化石墨
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