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生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-09-24

工業(yè)化和城市化導(dǎo)致天然地表水體中的有毒化學(xué)品排放,其中包括酚類、油污、***、農(nóng)藥和腐植酸等有機(jī)物,這些污染物在制藥,石化,染料,農(nóng)藥等行業(yè)的廢水中***檢測(cè)到。許多研究集中在從水溶液中有效去除這些有毒污染物,如光催化,吸附和電解54-57。在這些方法中,由于吸附技術(shù)低成本,高效率和易于操作,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他技術(shù)。與傳統(tǒng)的膜材料不同,GO作為碳質(zhì)材料與有機(jī)分子的相互作用機(jī)理差異很大。新的界面作用可在GO膜內(nèi)引入獨(dú)特的傳輸機(jī)制,導(dǎo)致更有效地從水中去除有機(jī)污染物。石墨烯和GO對(duì)有機(jī)物的吸附機(jī)理的研究表明,疏水作用、π-π鍵交互作用、氫鍵、共價(jià)鍵和靜電相互作用會(huì)影響石墨烯和GO對(duì)有機(jī)物的吸附能力。靜電作用的強(qiáng)弱與氧化石墨烯表面官能團(tuán)產(chǎn)生的負(fù)電荷相關(guān)。生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)

生產(chǎn)氧化石墨研發(fā),氧化石墨

氧化石墨烯因獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)受到了人們的***關(guān)注,其生物相容性的研究已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ),但氧化石墨烯在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。首先,氧化石墨烯制備方法的多樣性和生物系統(tǒng)的復(fù)雜性,會(huì)***影響其在體內(nèi)外的生物相容性,導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致,因此氧化石墨烯的生物相容性問題不能簡(jiǎn)單歸納得出結(jié)論,需要綜合多方面的因素進(jìn)行深入研究。其次,氧化石墨烯的***活性又取決于時(shí)間和本身的濃度,其***機(jī)理需要進(jìn)一步的研究。***,氧化石墨烯對(duì)機(jī)體的長(zhǎng)期毒性以及氧化石墨烯進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)制、與細(xì)胞之間相互作用的機(jī)理、細(xì)胞/體內(nèi)代謝途徑等尚不清晰。這些問題關(guān)乎氧化石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用中的安全問題和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),需要研究者們不斷地研究和探索。生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)氧化石墨片層的邊緣包括羰基或羧基。

生產(chǎn)氧化石墨研發(fā),氧化石墨

配體交換作用即:氧化石墨烯上原有的配位體被溶液中的金屬離子所取代,并以配位鍵的形式生成不溶于水的配合物,**終通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾即可從溶液中去除。Tang等47對(duì)Fe與GO(質(zhì)量比為1:7.5)復(fù)合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復(fù)合的氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料(GO/Fe-Mn)進(jìn)行了吸附研究,通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)表明,氧化石墨烯對(duì)Hg2+的吸附機(jī)理主要是配體交換作用,其比較大吸附量達(dá)到32.9mg/g。Hg2+可在水環(huán)境中形成Hg(OH)2,與鐵錳氧化物中的活性點(diǎn)位(如-OH)發(fā)生配體交換作用,從而將Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料上,達(dá)到去除水環(huán)境中Hg2+的目的。氧化石墨烯經(jīng)一定功能化處理后可發(fā)揮更大的性能優(yōu)勢(shì),例如大比表面積、高敏感度和高選擇性等,這些特性對(duì)于氧化石墨烯作為吸附劑吸附水環(huán)境中的金屬離子有著重要的作用。

氧化石墨烯(GO)與石墨烯的另一個(gè)區(qū)別是在吸收紫外/可見光后會(huì)發(fā)出熒光。通??梢栽诳梢姽獠ǘ斡^測(cè)到兩個(gè)峰值,一個(gè)在藍(lán)光段(400-500nm),另一個(gè)在紅光段(600-700nm)。關(guān)于氧化石墨烯發(fā)射熒光的機(jī)理,學(xué)界仍有爭(zhēng)論。此外,氧化石墨烯的熒光發(fā)射會(huì)隨著還原的進(jìn)行逐漸變化,在輕度化學(xué)還原過(guò)程中觀察到GO光致發(fā)光光譜發(fā)生紅移, 這一發(fā)現(xiàn)與其他人觀察到的發(fā)生藍(lán)移的現(xiàn)象相矛盾。這從另一個(gè)方面說(shuō)明了氧化石墨烯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和性質(zhì)的多樣性。氧化石墨烯(GO)的比表面積很大,厚度小。

生產(chǎn)氧化石墨研發(fā),氧化石墨

光學(xué)材料的某些非線性性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高性能集成光子器件的關(guān)鍵。光子芯片的許多重要功能,如全光開關(guān),信號(hào)再生,超快通信都離不開它。找尋一種具有超高三階非線性,并且易于加工各種功能性微納結(jié)構(gòu)的材料是眾多的光學(xué)科研工作者的夢(mèng)想,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路。超快泵浦探針光譜表明,重度功能化的具有較大SP3區(qū)域的GO材料在高激發(fā)強(qiáng)度下可以出現(xiàn)飽和吸收、雙光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],這種效應(yīng)歸因于在SP3結(jié)構(gòu)域的光子中存在較大的帶隙。相反,在具有較小帶隙的SP2域中的*出現(xiàn)單光子吸收。石墨烯在飛秒脈沖激發(fā)下具有飽和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下為飽和吸收,高能量下則具有反飽和吸收[51]。因此,通過(guò)控制GO氧化/還原的程度,實(shí)現(xiàn)SP2域到SP3域的比例調(diào)控,可以調(diào)整GO的非線性光學(xué)性質(zhì),這對(duì)于高次諧波的產(chǎn)生與應(yīng)用是非常重要的。石墨烯具有很好的電學(xué)性質(zhì),但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導(dǎo)體)。生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)

掃描隧道顯微鏡照片表明,在氧化石墨中氧原子排列為矩形。生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)

GO作為新型的二維結(jié)構(gòu)的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結(jié)構(gòu),特殊的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機(jī)制:(1)機(jī)械破壞,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應(yīng)激引發(fā)的細(xì)菌/膜物質(zhì)破壞;(3)包覆導(dǎo)致的跨膜運(yùn)輸阻滯和(或)細(xì)菌生長(zhǎng)阻遏;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細(xì)菌膜表面的殺菌機(jī)制中,主要是GO與起始分子反應(yīng)(Molecular Initiating Events,MIEs)[51]的作用(圖7.3),包括GO表面活性引發(fā)的磷脂過(guò)氧化,GO片層結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取,GO表面催化引發(fā)的活性自由基等。另外,GO的尺寸在上述不同的***機(jī)制中對(duì)***的影響也是不同的,機(jī)械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO, 能表現(xiàn)出更好的***能力,而氧化應(yīng)激理論則認(rèn)為GO 尺寸越小,其***效果越好。生產(chǎn)氧化石墨研發(fā)