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氧化石墨烯复合材料的研究现状及进展

氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)是将石墨氧化后经过超声剥离、分散、粉碎后得到的片层状物质,从化学结构上看GO是石墨烯的氧化产物,与石墨烯相同的是其结构单元具有由C原子构成六元环状结构,与石墨烯不同的片层结构上带有亲水性基团,如羧基、羟基和环氧基等,在水相中容易分散成为稳定的纳米片层分散液,GO分散液中的聚集态GO是由不同片层数构成,其片层的数量与GO的制备过程及分散条件有关系,对GO的应用有重要的影响。

目前,GO的用途主要有:(1)制备还原氧化石墨烯(Reduction of Graphene Oxide,RGO)。

通过GO与还原性的化学试剂如水合肼、苯肼、抗坏血酸、没食子酸、硼氢化钠等[1-11]反应制备RGO,将RGO广泛应用于电池的电极材料、超级电容器、生物传感器、催化剂组分等领域;(2)制备吸附材料。

GO具有很好的吸附性能,通过与一些化学材料的复合及化学改性[12-17]等反应,在GO上接枝特定吸附功能化学基团,提高吸附的选择性和效果;(3)制备复合材料。

GO与有机物和无机物通过原位聚合、物理共混等方法制备复合材料,显著提高材料的强度和韧性等性能[18, 19]。

由于GO的纳米片层结构状态,直接使用GO受到了很大的限制,目前GO的主要用途是制备复合材料,其中增强增韧复合材料、吸附复合材料及其具有催化、蛋白修复等功能的复合材料成为了研究的热点。

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