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了解GO语言的基本特性

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于共轭结构受到严重的官能化,GO薄片具有绝缘的特质。而且其制备过程简单,溶液可加工性强,因此,在工业制备过程中,上述工艺已成为极具吸引力的制备石墨烯及其相关功能材料的工艺过程。经氧化后,其上含氧官能团增多,从而使其性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应来改善性质。GO可视为一种非传统形态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。

了解GO语言的基本特性

GO是石墨烯的氧化物,一般由石墨经强酸氧化而得,其颜色为棕黄色,主要有三种制备GO的方法:Brodie法、Staudenmaier法和Hummers法。其中Hummers法制备过程的时效性相对较好而且制备过程也比较安全,是目前最常用的一种(Hummers W S,1958)。采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后,得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片,此石墨薄片层可以经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为GO,并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层GO悬浮液。由于共轭结构受到严重的官能化,GO薄片具有绝缘的特质。经还原处理可进行部分还原,得到化学修饰的石墨烯薄片。虽然最后得到的石墨烯产物或还原GO都具有较多的缺陷,导致其导电性不如原始的石墨烯,不过这个氧化—剥离—还原的制备过程可有效地让不溶的石墨粉末在水中变得可加工,提供了一种制备还原GO的途径。而且其制备过程简单,溶液可加工性强,因此,在工业制备过程中,上述工艺已成为极具吸引力的制备石墨烯及其相关功能材料的工艺过程。市面上常见的产品有粉末状的、片状的以及溶液状的。经氧化后,其上含氧官能团增多,从而使其性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应来改善性质。

GO薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,GO是单原子层结构,可以在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度(Lee E S,2015)。GO可视为一种非传统形态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。GO长期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,GO实际上具有双亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布(Dreyer D R,2010)。GO可如同界面活性剂一般存在界面,并降低界面间的能量。此外,GO复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料,更是具有广泛的应用领域,因此GO的表面改性成为另一个研究重点。(www.xing528.com)

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