氧化石墨烯的性质与制备研究综述

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1、精选公文范文管理资料氧化石墨烯的性质与制备研究综述　　1石墨烯的发现及其衍生物　　　　氧化石墨烯自从2004年英国曼切斯特大学的物理学教授安德烈·盖姆（AndreGeim）等[1]用机械玻璃法成功得到了单层石墨烯（grephene）晶体，在科学界引起了巨大的反响，对石墨烯（graphene）及其衍生物的研究成为了科学研究的热点。石墨烯具有新颖的物理化学特性[2,3],它可以折叠成零维的富勒烯，卷曲360°形成一维的碳纳米管，叠加成三维的石墨[4].而氧化石墨烯（GO）是石墨粉经强氧化后再加水分解得到的，是石墨烯（graphene）的重要衍生物之一。　　2氧化石墨烯（

2、GO）的性质及制备方法　　　　2.1氧化石墨烯[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料氧化石墨烯的性质与制备研究综述　　1石墨烯的发现及其衍生物　　　　氧化石墨烯自从2004年英国曼切斯特大学的物理学教授安德烈·盖姆（AndreGeim）等[1]用机械玻璃法成功得到了单层石墨烯（grephene）晶体，在科学界引起了巨大的反响，对石墨烯（graphene）及其衍生物的研究成为了科学研究的热点。石墨烯具有新颖的物理化学特性[2,3],它可以折叠成零维的富勒烯，卷曲360°形成一维的碳纳米管，叠加成三维的石墨[4].而氧化石墨烯（GO）是石墨粉经强氧化后

3、再加水分解得到的，是石墨烯（graphene）的重要衍生物之一。　　2氧化石墨烯（GO）的性质及制备方法　　　　2.1氧化石墨烯[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料（GO）的性质由于GO具有与石墨烯（grephene）基本相似的结构，因此GO具备了与石墨烯相似的特点，比如光热转换性能[5,6]、电学性质、光学性质。从成分分析，GO是在石墨烯的结构基础上，通过化学方法引入了丰富的含氧官能团，使得其表面含有羟基（-OH）、环氧基，边缘有羧基（-COOH）[7],这些亲水性基团使得GO具有良好的水溶性，这些官能团为连接各种有机小分子、高分子、生物大分子

4、及其他功能基团提供了大量活性位点[8~10],所以GO具有很好的生物相容性。　　GO的这些性质为实验研究提供了良好的条件。　　2.2氧化石墨烯（GO）的制备方法GO的制备是利用超声、长时间搅拌或高速离心等方法，将氧化石墨（graphite[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料oxide）剥离而得到。目前常用的制备氧化石墨的方法主要有Brodie法[11]、Staudemnaier法[12]和Hummers法[13,14].早在1859年，英国科学家Bordie利用发烟硝酸处理鳞片石墨，然后加入高氯酸钾作为氧化剂对鳞片石墨进行再次氧化而制备出了氧化石

5、墨。　　1899年，Staudenmaier用发烟硝酸和浓硫酸的混合酸对石墨进行处理，仍然是以KClO3为氧化剂再次氧化制备得到了更高氧化程度的氧化石墨。而Hummer采用了交替氧化的方法，以浓硫酸、硝酸钠和高锰酸钾作为强氧化剂进行制备得到氧化石墨。这3种方法的原理均为先采用强酸处理石墨，待形成石墨层间化合物后，再加入强氧化剂。其中，产物的氧化程度可以通过反应时间调节控制，可以通过产物中C、O原子比进行衡量。虽然Staudenmaier法和Brodie法的氧化程度比Hummers法要高，但是反应过程中会生成ClO2、NO2等有害气体，且相对较长的反应时间产生的消耗更

6、大，因此Hummers法为化学法制备GO最常见的方法。现在很多制备氧化石墨的新方法大多是在其基础上稍作调整而得的。　　3氧化石墨烯[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料（GO）的研究现状及应用　　　　GO在水中具有很好的溶解性，并且它的生物相容性和没有明显的毒性扩大了其在各个领域上的应用，尤其是在医药载体、生物传感器、环境保护和能源领域方面广泛应用。　　3.1生物医学　　　　近10年来，以纳米粒子为基础的药物载体和运输系统已广泛研究应用于治疗癌症等疾病中。尤其是近几年来，由于单层的石墨烯或者GO具有较高的比表面积、较高的药物负载量等特点，因此许多研

7、究人员已开始将探索方向转向以石墨烯或者GO为基础的药物载体和输送系统的研究。　　3.1.1药物载体与传输GO具有单原子层结构，其表面积很大，且2个基面都可以吸附药物，因此非常适合用作药物载体[15],Dai等[16]首次开发了一种纳米尺度的GO作为新型有效的纳米载体，将芳香族非水溶性的抗癌药物输送到细胞内部。　　Zhang等[17]通过共价交联的方法将叶酸分子（FA）和磺酸基团（SO3H）修饰到羧基化的氧化石墨稀表面上，将2种化学药物链霉素（DOX）和喜树碱[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料（CPT）吸附到氧化石墨稀表面上，通过叶酸受体，将