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單層氧化石墨濾餅

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-11-15

氧化石墨烯(GO)在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì),同時(shí)也是高效的熒光淬滅劑。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光學(xué)性質(zhì)和多樣化的可修飾性,為石墨烯在光學(xué)、光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個(gè)功能可調(diào)控的強(qiáng)大平臺(tái)[6],其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用日趨***。氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(RGO)應(yīng)用于光電傳感,主要是作為電子給體或者電子受體材料。作為電子給體材料時(shí),利用的是其在光的吸收、轉(zhuǎn)換、發(fā)射等光學(xué)方面的特殊性質(zhì),作為電子受體材料時(shí),利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學(xué)性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯(GO)、還原氧化石墨烯(RGO)的電學(xué)性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細(xì)的論述,本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用之前,首先對相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)部分進(jìn)行介紹。氧化石墨烯(GO)是印刷電子、催化、儲(chǔ)能、分離膜、生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料的理想材料。單層氧化石墨濾餅

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所采用的石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成GO的方法不同,因此導(dǎo)致所合成出來的GO片的大小、片層厚度、氧化程度(含氧量)、表面電荷和表面所帶官能團(tuán)等不同。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,還會(huì)因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,甚至結(jié)論相互矛盾 [2-9]。此外,GO可能與毒性測試中的試劑相互作用,從而影響細(xì)胞活性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性,使其產(chǎn)生假陽性結(jié)果。如:Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞活性試驗(yàn)中利用四甲基偶氮唑鹽(MTT)試劑與GO作用,GO的存在可以減少藍(lán)色產(chǎn)物的形成。因?yàn)樵诨罴?xì)胞中,當(dāng)MTT減少時(shí)就說明有同一種顏色產(chǎn)物的生成。因此,基于MTT法試驗(yàn)未能體現(xiàn)出GO的細(xì)胞毒性。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8(臺(tái)酚藍(lán)除外),就能對活細(xì)胞和死細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行精確的評估。濟(jì)南哪里有氧化石墨氧化石墨的親水性好,易于分散到水泥基復(fù)合材料中。

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RGO制備簡單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙,可以實(shí)現(xiàn)超寬譜(從可見至太赫茲波段)探測。氧化石墨烯的還原程度對探測性能有***影響,隨著氧化石墨烯還原程度的提高,探測器的響應(yīng)率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基礎(chǔ)上,研究者開始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結(jié)構(gòu)的光電探測器。對于RGO-Si器件,帶間光子躍遷以及界面處的表面電荷積累,是影響光響應(yīng)的重要因素[72]。2014年,Cao等[73]將氧化石墨烯分散液滴涂在硅線陣列上,而后通過熱處理對氧化石墨烯進(jìn)行熱還原,制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質(zhì)結(jié)的室溫超寬譜光探測器。該探測器在室溫下,***實(shí)現(xiàn)了從可見光(532nm)到太赫茲波(2.52THz,118.8mm)的超寬譜光探測。在所有波段中,探測器對10.6mm的長波紅外具有比較高的光響應(yīng)率可達(dá)9mA/W。

氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團(tuán)含有孤對電子,可作為配位體與具有空的價(jià)電子軌道的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),生成不溶于水的絡(luò)合物,從而有效去除溶液中的金屬離子。Madadrang等45制得乙二胺四乙酸/氧化石墨烯復(fù)合材料(EDTA-GO),通過研究發(fā)現(xiàn)其對金屬離子的吸附機(jī)制主要為絡(luò)合反應(yīng),即氧化石墨烯的表面官能團(tuán)與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物,具體過程如圖8.7所示,由于形成的絡(luò)合物不溶于水,可通過沉淀等作用分離去除水中的金屬離子。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。

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多層氧化石墨烯(GO)膜在不同pH水平下去除水中有機(jī)物質(zhì)的系統(tǒng)性能評價(jià)和機(jī)理研究。該研究采用逐層組裝法制備了PAH/GO雙層膜,對典型單價(jià)離子(Na+,Cl-)和多價(jià)離子(SO42-,Mg2+)以及有機(jī)染料(亞甲藍(lán)MB,羅丹明R-WT)和藥物和個(gè)人護(hù)理品(三氯生TCS,三氯二苯脲TCC)在反滲透膜系統(tǒng)中通過GO膜的行為進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在pH=7時(shí),無論其電荷、尺寸或疏水性質(zhì)如何,GO膜能夠高效去除多價(jià)陽離子/陰離子和有機(jī)物,但對于單價(jià)離子的去除率較低。傳統(tǒng)的納濾膜通常帶負(fù)電,且只能去除帶有負(fù)電荷的多價(jià)離子和有機(jī)物。隨著pH的變化,GO膜的關(guān)鍵性質(zhì)(例如電荷,層間距)發(fā)生***變化,導(dǎo)致不同的pH依賴性界面現(xiàn)象和分離機(jī)制,一些有機(jī)物(例如三氯二苯脲)的分子形狀由于這種有機(jī)物與GO膜的碳表面的遷移性和π-π相互作用而極大地影響了它們的去除。與石墨烯量子點(diǎn)類似,氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì)。濟(jì)南哪里有氧化石墨

調(diào)控反應(yīng)過程中氧化條件,減少面內(nèi)大面積反應(yīng),減少缺陷,提升還原效率。單層氧化石墨濾餅

在光通信領(lǐng)域,徐等人開發(fā)了飛秒氧化石墨烯鎖模摻鉺光纖激光器,與基于石墨烯的可飽和吸收體相比,具有性能有所提升,并且具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)[95],這是GO/RGO在與光纖結(jié)合應(yīng)用**早的報(bào)道之一。在傳感領(lǐng)域,Sridevi等提出了一種基于腐蝕布拉格光柵光纖(FBG)外加GO涂層的高靈敏、高精度生化傳感器,該方法在檢測刀豆球蛋白A中進(jìn)行了試驗(yàn)[96]。為了探索光纖技術(shù)和GO特性結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),文獻(xiàn)[97]介紹了不同的GO涂層在光纖樣品上應(yīng)用的特點(diǎn),還分析了在傾斜布拉格光柵光纖FBG(TFBG)表面增加GO涂層對折射率(RI)變化的影響,論證了這種構(gòu)型對新傳感器的發(fā)展的適用性。圖9.14給出了歸一化的折射率變化數(shù)據(jù),顯示了這種構(gòu)型在多種傳感領(lǐng)域應(yīng)用的可能。單層氧化石墨濾餅

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