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單層氧化石墨研發

來源: 發布時間:2023-12-04

RGO制備簡單、自身具有受還原程度調控的帶隙,可以實現超寬譜(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,探測器的響應率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基礎上,研究者開始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結構的光電探測器。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行熱還原,制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質結的室溫超寬譜光探測器。該探測器在室溫下,***實現了從可見光(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率可達9mA/W。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。單層氧化石墨研發

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與石墨烯量子點類似,氧化石墨烯量子點也具備一些特殊的性質。當GO片徑達到若干納米量級的時候將會出現明顯的限域效應,其光學性質會隨著片徑尺寸大小發生變化[48],當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質相當接近氧化石墨烯,這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點光響應的手段。與GO類似,這種pH依賴來源于自由型zigzag邊緣的質子化或者去質子化。同樣,這也可以解釋以GO為前驅體通過超聲-水熱法得到的石墨烯量子點的光發射性能,在藍光區域其光發射性能取決于zigzag邊緣狀態,而綠色的熒光發射則來自于能級陷阱的無序狀態。通過控制氧化石墨烯量子點的氧化程度,可以控制其發光的波長。這一類量子點的光學性質類似于GO,這說明只要片徑小于量子點,都會產生同樣的光學效應,也就是在結構上存在一個限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團在功能化過程中引入的缺陷狀態。多層氧化石墨改性氧化石墨烯可以有效去除溶液中的金屬離子。

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氧化石墨烯表面含有-OH和-COOH等豐富的官能團,在水中可發生去質子化等反應帶有負電荷,由于靜電作用將金屬陽離子吸附至表面;相反的,如果水中pH等環境因素發生變化,氧化石墨烯表面也可攜帶正電荷,則與金屬離子產生靜電斥力,二者之間的吸附作用**減弱。而靜電作用的強弱與氧化石墨烯表面官能團產生的負電荷相關,其受環境pH值的影響較明顯。Wang44等人的研究證明,在pH>pHpzc時(pHpzc=3.8),GO表面的官能團可發生去質子化反應而帶負電,可有效吸附鈾離子U (VI),其吸附量可達到1330 mg/g。

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,**終通過簡單的過濾即可從溶液中去除。Tang等47對Fe與GO(質量比為1:7.5)復合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復合的氧化石墨烯/鐵-錳復合材料(GO/Fe-Mn)進行了吸附研究,通過一系列的實驗表明,氧化石墨烯對Hg2+的吸附機理主要是配體交換作用,其比較大吸附量達到32.9mg/g。Hg2+可在水環境中形成Hg(OH)2,與鐵錳氧化物中的活性點位(如-OH)發生配體交換作用,從而將Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/鐵-錳復合材料上,達到去除水環境中Hg2+的目的。氧化石墨烯經一定功能化處理后可發揮更大的性能優勢,例如大比表面積、高敏感度和高選擇性等,這些特性對于氧化石墨烯作為吸附劑吸附水環境中的金屬離子有著重要的作用。氧化石墨烯(GO)的光學性質與石墨烯有著很大差別。

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太赫茲技術可用于醫學診斷與成像、反恐安全檢查、通信雷達、射電天文等領域,將對技術創新、國民經濟發展以及**等領域產生深遠的影響。作為極具發展潛力的新技術,2004年,美國**將THz科技評為“改變未來世界的**技術”之一,而日本于2005年1月8日更是將THz技術列為“國家支柱**重點戰略目標”**,舉全國之力進行研發。傳統的寬帶THz波可以通過光整流、光電導天線、激光氣體等離子體等方法產生,窄帶THz波可以通過太赫茲激光器、光學混頻、加速電子、光參量轉換等方法產生。松散的氧化石墨分散在堿性溶液中形成類似石墨烯結構的單原子厚度的片段。多層氧化石墨改性

GO成為制作傳感器極好的基本材料。單層氧化石墨研發

GO在生理學環境下容易發生聚**影響其負載藥物的能力,因此需要對GO進行功能化修飾來解決其容易團聚的問題。目前功能化修飾主要有以下幾種:(1)共價鍵修飾,由于GO表面豐富的含氧官能團(羥基、羧基、環氧基),可與多種親水性大分子通過酯鍵、酰胺鍵等共價鍵連接完成功能化,改善其穩定性、生物相容性等。常見的大分子有聚乙二醇(PEG)、聚賴氨酸、聚丙烯(PAA)和聚醚酰亞胺(PEI)等;(2)非共價鍵修飾[22-24],GO片層內碳原子共同形成一個大的π 鍵,能夠通過非共價π-π作用與芳香類化合物相互結合,不同種類的生物分子也可以通過氫鍵作用、范德華力和疏水作用等非共價作用力與GO結構中的SP2雜化部分結合完成功能化修飾。單層氧化石墨研發

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