一、石墨烯介紹
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性,在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景。
石墨烯構(gòu)成富勒烯、碳納米管和石墨示意圖
二、氧化石墨烯
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物,一般由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化而得。經(jīng)氧化后,其上含氧官能團(tuán)增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑,可經(jīng)由各種與含氧官能團(tuán)的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)。
石墨烯
氧化石墨烯
三、應(yīng)用領(lǐng)域
➤分析檢測(cè)應(yīng)用
中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所發(fā)現(xiàn)將氧化石墨烯應(yīng)用于PCR技術(shù)中,可顯著提高PCR的特異性、靈敏度和擴(kuò)增產(chǎn)量,并可消除擴(kuò)增中形成的引物二聚體,且優(yōu)化區(qū)間廣,可廣泛適用于各種濃度和復(fù)雜程度的DNA模板。還可被用作燃料分子的催化分解以及TNT、Pb2+、Cd2+等有害化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)。
➤生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
氧化石墨烯高的比表面積和大范圍的共軛結(jié)構(gòu)使其在載**面有一定的潛在應(yīng)用價(jià)值。
➤高聚物復(fù)合材料
氧化石墨烯通過功能化以后可以在溶液中進(jìn)行加工,非常適合制備高性能的聚合物復(fù)合材料。
➤光電相關(guān)應(yīng)用
單純的導(dǎo)電聚合物在充放電循環(huán)中穩(wěn)定性差,氧化石墨烯和導(dǎo)電聚合物共軛結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電協(xié)同作用可增強(qiáng)基體導(dǎo)電性,同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)。
➤導(dǎo)熱應(yīng)用
較高的導(dǎo)熱系數(shù),較大的比表面積無疑為其作為導(dǎo)熱材料奠定了基礎(chǔ),同時(shí),還原氧化石墨烯上的活性位點(diǎn)提高了其使用性,穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)使得其可以在高溫下工作,對(duì)于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命會(huì)有很好的提升。
四、ATS實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)儀器
ATS納米分散機(jī)
冷水機(jī)
激光粒度儀
實(shí)驗(yàn)工藝
ATS納米分散機(jī)800bar處理2次
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
由于氧化石墨烯粘度大,難以直接涂布,需要進(jìn)行分散處理,方便后續(xù)進(jìn)一步加工
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
激光粒度儀報(bào)告顯示,經(jīng)ATS納米分散機(jī)分散后的氧化石墨烯粒徑明顯減小,D50下降至11.09um,D90初始粒徑129.1um下降至20.93um
分散前
分散后