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氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,一般是把它作为还原石墨烯的前体。是通过强氧化剂氧化鳞片石墨而制得氧化石墨。目前,主要有三种制备氧化石墨的方法:Brodie,Staudenmaier和Hummers法。其中Hummers法的制各过程的时效性相对较好而且制各过程中也比较安全,是目前展常用的一种。经过氧化处理后,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位,许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述,以便有利于石墨烯材料的进一步研究。虽然目前已经利用了计算机模拟、拉曼光谱,核磁共振等手段对其结构进行分析,但由于种种原因(不同的制备方法,实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有定的影响),氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。目前普遍接受的结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基,而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。
氧化石墨烯厚度上是单一的原子层,横向尺寸上可以到数十微米,因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。可以把氧化石墨烯视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性,但是,近来的相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此,氧化石墨烯可如同界面活性剂一样存在界面,并降低界面间的能量。这让我们更加了解氧化石墨烯溶液的性质,并提供新材料装配及加工方法,如利用可控制的微结构及不同尺寸的氧化石墨烯薄片来形成薄膜。此外,氧化石墨烯也可做为一种表面活性剂薄片,用于有机溶剂的乳化及在水中分散不可溶的材料,如石墨和碳纳米管(碳纳米管)等,由此可以创造石墨烯及其它π-共轭系统物质的功能性复合材料的机会。
对于设计更好的石墨烯薄膜的组装及加工技术是很有帮助的。氧化石墨烯薄片可作为分散试剂,构成不溶材料的胶体分散液,特别是π共轭的芳香族系统如共轭的聚合物、碳纳米管 ,以及石墨,以此让它们变成可以加工的溶液。做为一个新的表面活性剂,氧化石墨烯提供了几项优点,如做为一个大尺寸的胶体表面活性剂,它们可以轻易地回收(例如过滤)。此外,氧化石墨烯可以容易地转变成r-GO ,使得此分散系统下的*终复合物能具有导电性。当氧化石墨烯使用于分散碳基底的材料时,它可以创造干净的碳—碳接合面,以便于电荷在界面间的传送,这在以往的方法中,会被一般的表面活性剂所污染、或因共价性的官能化而损坏。氧化石墨烯可能作为表面活性剂广泛使用在药物载体、化工、材料工业及我们的日常生活中,这种新的表面活性剂系统将能为材料创新提供更大的想象空间。
技术数据:
尺寸:1-5μ; 厚度0.8—1.2nm; 单层比例>80%; 纯度>95%
主要成分(质量百分比)
碳, C 44.5 %
氧, O 47 %
氢, H 2,4 %
硫, S ≤0.5 %
残留水,H2O ≤5%
其它 ≤0.5%
使用:极性溶剂中无需任何表面活性剂,易分散形成稳定的悬浮液。
分散溶剂:水、丙酮、四氢呋喃、异丙醇、其它极性溶剂,无需表面活性剂。
分散方式:超声。
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