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氧化石墨烯口罩和氧化石墨烯的特性及氧化石墨烯和石墨烯的区别

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石墨烯氧化是石墨烯氧化物,把含氧基团引入石墨烯,制成石墨烯薄片,可以提高氧化石墨烯与溶剂,聚合物的相容性,因此在有机和无机复合材料领域应用广泛。
一、氧化石墨烯简介
氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化和剥离的产品,它的颜色是棕黄色。市场上常见的产品有粉状、块状和溶液状。。氧化石墨烯是一个横向延伸到几十微米的单一的原子层。氧化石墨烯具有sp2和SP3杂化结构,表面含有大量含氧官能团,如羟基、羧基和环氧基团等。这些官能团具有良好的分散性、亲水性、与聚合物的相互作用等新特性。
氧化石墨烯结构图
氧化石墨烯结构图
二、氧化石墨烯的特性
1、亲水性
氧化石墨烯由于含氧活性基团的引入而具有良好的亲水性、分散性和相容性。
2、表面活性
氧化石墨烯表面的亲水含氧活性基团可以使氧化石墨烯在常用的极性溶剂如四氢呋喃中形成稳定的分散溶液。
3、可作为填充材料
通过溶液法将分散稳定的氧化石墨烯与高分子材料混合,制备出具有优异电性能和力学性能的纳米复合材料,使氧化石墨烯成为纳米复合材料的优良补强填料。
4、导电性差
含氧活性基团的引入破坏了石墨烯片层内的π键,导致其失去电子传导能力,从而导致导电性较差。不适合导电要求的的电子器件。
5、电子结构不同
石墨烯在完全氧化时可以成为绝缘体,在还原时可以从绝缘体变成导体。通过改变和控制氧化石墨烯的氧化程度,可以调节石墨烯的电子结构。
6、氧化石墨烯薄膜是一种稳定的光电阴极材料
当偏置电压为-0.4V,在光强度为100 mW/cm2的照射下时,薄膜电极在0.1 mol•L-1 Na2SO4溶液中的光电流密度达到3.72 μA/cm2。
7、光响应性能
氧化石墨烯作为可见光和近红外区域的光电探测器,具有优异的光响应性能,灵敏度高,响应速度快,重复性好。此外研究还发现,氧化石墨烯在强紫外光下的光响应稳定性较差。
三、氧化石墨烯和石墨烯的区别
石墨烯衍生物主要有三大类:氧化石墨烯(GO)、氢化石墨烯以及氟化石墨烯(FG)。氧化石墨烯是石墨烯的一种氧化形式,含有含氧基团。氧化石墨烯可以被认为是一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜和两性分子特性。由于氧化石墨烯在水中具有良好的分散性,长期以来被认为是亲水性物质,但实验表明,氧化石墨烯实际上是两亲性的,从石墨烯片的边缘到中心呈现亲疏水分布。因此,氧化石墨烯可以作为界面活性剂,降低界面间的能量。
石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,在基础研究、传感器、半导体、柔性显示屏、新能源电池等领域应用广泛。
四、还原氧化石墨烯
还原氧化石墨烯是在氧化石墨烯的基础上进行还原,丢失官能团所以性能较稳定。通过还原氧化石墨烯,去除这些氧化的官能团,以获得石墨烯材料。该石墨烯材料被称为还原氧化石墨烯,通常缩写为 rGO。rGO也可以从石墨氧化物获得,石墨氧化物是由多层氧化石墨烯制成的材料,经过一系列还原成氧化石墨烯然后再到rGO。
五、磁性氧化石墨烯
磁性氧化石墨烯:Fe3O4/GO NZs
具有复合的多酶活性,可用于磁分离、降解污染物等领域。
六、氧化石墨烯在水中溶解度
氧化石墨烯在水中溶解度
七、氧化石墨烯口罩
氧化石墨烯口罩目前使用率不是很高,很多用户担心氧化石墨烯有毒性,危害身体健康,另外市面上也有出售的氧化石墨烯口罩宣传队身体没有危害,所以用户一定要自己有辨别能力。
八、氧化石墨烯的制备
氧化石墨烯一般由石墨经强酸和强氧化剂氧化而得,目前主要的制备氧化石墨烯的方法有三种:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法。改进Hummers法的制备过程时效性相对较好而且较为安全,是目前量产氧化石墨烯的最常用方法,其制备步骤主要包括:
1、预氧化阶段
2、改进的Hummers方法过氧化
3、后处理阶段
4、制备氧化石墨烯分散液。下图是制备氧化石墨烯的简单流程图。而规模化生产对生产工艺要求更高,在整个生产过程中,反应过程复杂,需要不断的修正和控制温度,同时要严格控制氧化剂下料速度、反应时间等,进而才能提高氧化石墨烯的品质,特别是控温工艺技术,它是保证产品稳定性的关键因素。
氧化石墨烯的制备生产工艺流程图
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