氧化石墨烯的作用
与石墨烯相比，氧化石墨烯有更加优异的性能，其不仅具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单元。它具有高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的物理、化学性质，在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，限制了其广泛应用。氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题，氧化石墨烯(GrapheneOxide，GO)是石墨烯的一种衍生物，是由氧化石墨发生剥离而形成的单层或多层氧化石墨，具有典型的准二维空间结构，其片层上含有很多含氧基团，具有较高的比表面能、良好的亲水性和机械性能，在水和大多数极性有机溶剂中具有很好的分散稳定性。一般认为,氧化石墨烯具有典型的准二维空间结构，其片层上有大量的羟基和羧基酸性活性基团，其离子交换容量大(比黏土类矿物大得多),长链脂肪烃、过渡金属离子、亲水性分子和聚合物等易于通过层间氢键、离子键和共价键等作用插入层间,形成层间化合物。干燥样品的层间距约0.59nm~0.67nm之间,相对湿度45%、75%和100%下达到平衡的GO层间距分别为0.8nm、0.9nm和1.15nm,比公认的原始石墨层间距0.34nm大,显然有利于插层反应的进行。
氧化石墨烯的制备是什么？
氧化石墨烯的制备是制作氧化石墨烯。 氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。 氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时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。氧化石墨烯可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。 生物方面 GO以独特的机械、电子、光学性质使其在生物技术、生物医学工程、纳米医学、肿瘤治疗、组织工程、药物释放、生物成像和生物分子传感等方面都发挥了巨大的作用。与其它球形或平面形纳米材料相比，GO比表面积大、强度高、易修改、并且具有良好的生物相容性。 GO及其烯衍生物的尺寸、表面电荷、层数、横向尺寸和表面化学等参数都会对生物系统产生相应的影响，因此GO的生物安全问题使其在临床应用上造成了一定的限制，包括它们的细胞毒性、体内毒性，遗传毒性及在某些器官(如肺和肝脏)中的生物蓄积性都有待进一步研究。 随着材料科学的发展，我们必将运用毒性低、生物相容性更好的材料来修饰GO，从而制备出性质稳定、结构明确、安全无毒的GO，使其作为安全有效的医用材料进入更为广阔的临床研究之中。
石墨烯未来的发展趋势有哪些?
石墨烯从2004年首次被分离出来，2010年石墨烯发现者获得诺贝尔奖后为大家所熟知，到今天只有短短十几年的时间。毋庸置疑，石墨烯作为新材料产业的先导，在带动传统制造业转型升级，培育新兴产业增长点的作用越来越显著。 行业市场应用一：石墨烯在消费电子等领域应用正在提速 在电子领域，电池是非常重要的一部分，毕竟没有电池就无法驱动电子产品，电池就相当于一个人的心脏。因此提升电池性能变得非常重要了，目前的主流锂电池已经称霸电池多年，但是锂电池技术一直没有太大提升，充电速度，电池容量，环境污染，安全性已经严重限制高科技应用。因此石墨烯电池受到企业科研者亲睐，纷纷研究取代锂电池。 行业发展趋势一：市场应用将下沉到新能源汽车、光电、消费电子、海洋工程等高端应用领域 2018年石墨烯应用产品研发势头较好的方向有：手机触摸屏、锂离子电池、超级电容器以及增强塑料、防腐涂料、石墨烯温控材料等复合材料等领域，在石墨烯产业化进程上，主要集中于家居、消费电子等低端领域，还远远没有达到石墨烯产业发展目标的要求。2015年10月30日，工信部发布《中国制造2025》重点领域技术路线图，提出了我国石墨烯材料未来10年的发展目标，指出未来10年石石墨烯材料重点应用市场为：电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料、海洋工程等用石墨烯基防腐蚀涂料、柔性电子用石墨烯薄膜、光/电领域用石墨烯基高性能热界面材料。由此可见，石墨烯的市场应用将下沉到新能源汽车、光电、消费电子、海洋工程等高端应用领域。 行业发展趋势二：石墨烯政策仍将继续向产业链中下游集中 政策支持层面，从前期集中在石墨烯基础研究、重点开发石墨烯的制备技术已过渡到大多集中在石墨烯产业链中游，以石墨烯功能材料、器件研发为主，重点推动石墨烯产业向下游转移，预计未来一段时间，对石墨烯行业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链，以进一步加快石墨烯产业化。如《中国制造2025》中还着重提到，未来十年要整体突破石墨烯的规模制备技术，石墨烯粉体的分散技术，石墨烯基电极材料的复合技术。 从石墨烯上市公司的研发走向也可以看出，目前行业内企业研发也大多集中在石墨烯产业链的中游及下游应用领域。 ——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》。
石墨烯有哪些重要应用
石墨的重要应用有石墨烯集成电路，石墨烯电池，石墨烯触摸屏，石墨烯超级材料等等，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。1、石墨烯集成电路，由于石墨烯的超强传输性能和非常好的导热性，石墨烯也被认为是取代硅原料的材料，石墨烯不出意外应该能成为下一代的电路板材料。2、石墨烯电池，在生产电池的时候，可以用作正负极的高端材料非石墨烯莫属，石墨烯也可以用作导电的“添加剂”增加在正负极中以提高电池的效率，增加了石墨烯的电池一般情况下可以提高电池的整体效率。3、石墨烯触摸屏， 智能手机的关键部件是一个导电且非常透明的触摸屏。由于石墨烯这种材料极其良好的柔韧度还有优良的导电性，而且还有非常突出的光学透性，石墨烯完全可以用于手机屏幕的制作，石墨烯也比现在的材料氧化铟锡更为优秀。 4、石墨烯超级材料，研究人员使用微小的管状石墨烯形成蜂窝结构泡沫材料。它像气球一样轻，但像金属一样结实。将来，它可以用来制作防弹背心、坦克装甲等。
石墨烯在生活中的应用
石墨烯在生活中的应用如下： 1、传感器 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，可以利用其表面吸附性能做成化学传感器。由石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。 2、晶体管 可以石墨烯结构的高度稳定性制作晶体管，种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。 3、新能源电池 利用石墨烯制作出的超级电池，解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。 4、海水淡化 利用机械手段压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐分。 5、复合材料 由石墨烯制成的多功能聚合物复合材料以及高强度多孔陶瓷材料，增强了复合材料的许多特殊性能。 石墨烯的常见制备方法： 1、氧化还原法 通过使用硫酸，硝酸等化学试剂及在高锰酸钾，双氧水等氧化剂环境下将天然石墨氧化，增大石墨层之间的间距，在石墨层与层之间插入氧化物，制得氧化石墨。接着将氧化石墨水洗，并对洗净后的固体进行低温干燥操作，制得氧化石墨粉体。 接着通过物理剥离，高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离操作，制得氧化石墨烯。最后通过化学法将氧化石墨烯还原，制得石墨烯。 2、机械剥离法 利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，即可得到石墨烯薄层材料。这种方法操作简单，并且得到的石墨烯通常保持着其完整的晶体结构。
石墨烯的制备，新材料大功能
导语：社会在不断地发展，科技的脚步从不曾停下，我们生活的世界里所有东西都在朝更快速、更便捷的方向发展。科学家们通过一些物理反应或化学合成，制造出不同的材料，以建造更薄运行更快速的产品。石墨烯广泛运用于电子产品制造，它的制备方法也是多种多样，本文就为您介绍它的物理制备方法和化学制备方法。 一、物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料，通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得, 操作相对简单，合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 取向附生法—晶膜生长 Peter W.Sutter等使用稀有金属钌作为生长基质，利用基质的原子结构“种”出了石墨烯。首先在1150°C下让C原子渗入钌中，然后冷却至850°C，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，在整个基质表面形成镜片形状的单层碳原子“孤岛”，“孤岛”逐渐长大，最终长成一层完整的石墨烯。第一层覆盖率达80 %后，第二层开始生长，底层的石墨烯与基质间存在强烈的交互作用，第二层形成后就前一层与基质几乎完全分离，只剩下弱电耦合，这样制得了单层石墨烯薄片。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响制得的石墨烯薄片的特性。 二、化学法制备石墨烯 目前实验室用石墨烯主要通过化学方法来制备，该法最早以苯环或其它芳香体系为核，通过多步偶联反应使苯环或大芳香环上6个C均被取代，循环往复，使芳香体系变大，得到一定尺寸的平面结构的石墨烯。在此基础上人们不断加以改进，使得氧化石墨还原法成为最具有潜力和发展前途的合成石墨烯及其材料的方法。除此之外，化学气相沉积法和晶体外延生长法也可用于大规模制备高纯度的石墨烯。 很多我们使用的产品都是合成材料制成的，而这些合成材料是科学家们经过不断的尝试通过物理制备或者化学制备的方法制成，使用在生活中，为人们的生活提供了方便。石墨烯是从石墨中提炼出的，而制备的方法是多种多样，本文为您介绍了石墨烯的物理制备方法以及化学制备方法，希望您对这种材料的制备方法有更多的了解。 土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”，还有装修避坑攻略！点击此链接：【https://www.to8to.com/yezhu/zxbj-cszy.php?to8to_from=seo_zhidao_m_jiare&wb】，就能免费领取哦~