氧化石墨烯的應(yīng)用.ppt

氧化石墨烯的應(yīng)用 氧化石墨烯是一種性能優(yōu)異的新型碳材料 具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán) 氧化石墨烯復(fù)合材料包括聚合物類(lèi)復(fù)合材料以及無(wú)機(jī)物類(lèi)復(fù)合材料更是具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 因此氧化石墨烯的表面改性成為另一個(gè)研究重點(diǎn) 分析檢測(cè)領(lǐng)域 改性聚合物材料 生物醫(yī)藥方面 光電相關(guān) 1 分析檢測(cè)領(lǐng)域的應(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 與其他已應(yīng)用于PCR技術(shù)中的碳納米材料相比 氧化石墨烯對(duì)PCR的優(yōu)化具有更加優(yōu)異的綜合效果 除了蛋白質(zhì) 核酸 葡萄糖等生物分子的檢測(cè) 基于石墨稀的傳感器亦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) 為減少環(huán)境問(wèn)題出一份力 以上是接于石墨稀電化學(xué)方面的性質(zhì)的傳感器應(yīng)用 而另一方面 石墨稀的結(jié)構(gòu)使其對(duì)突光有很強(qiáng)的粹滅作用 甚于此 其與量子點(diǎn)或染料的復(fù)合可被用于DNA 凝血酶等的檢測(cè) 2 改性聚合物材料 除了電學(xué)性能優(yōu)異外 石墨烯的拉伸模量 1 01TPa 和極限強(qiáng)度 116GPa 與單壁碳納米管 SWCNT 相當(dāng) 其質(zhì)量輕 導(dǎo)熱性好 3000W m K 且比表面積大 2600m2 g 與昂貴的富勒烯和碳納米管相比 氧化石墨烯價(jià)格低廉 原料易得 有望成為聚合物納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料 近年來(lái) Ruoff等用化學(xué)方法相繼研制出石墨烯 聚合物導(dǎo)電納米復(fù)合材料和無(wú)支撐的氧化石墨烯紙 掀起了氧化石墨烯應(yīng)用研究的熱潮 目前氧化石墨烯 聚合物復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了能源行業(yè)的燃料電池用儲(chǔ)氫材料 合成化學(xué)工業(yè)的微孔催化劑載體 導(dǎo)電塑料 導(dǎo)電涂料以及建筑行業(yè)的防火阻燃材料等方面 3 生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用 石墨烯高的比表面積和大范圍的共輒結(jié)構(gòu)使其在載藥方面有一定的潛在應(yīng)用價(jià)值 Dai等使用接枝了六臂PEG的納米級(jí)氧化石墨烯 平均尺寸 50nm 負(fù)載了非水溶性的抗癌藥物SN38 其在PBS中有很好的分散穩(wěn)定性 體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示載體GO PEG即使在濃度高達(dá)100mg L時(shí)也無(wú)明顯的細(xì)胞毒性 而載藥體系則對(duì)癌細(xì)胞有明顯的殺傷作用 顯示其用作抗癌藥物載體的潛力 4 光電相關(guān)應(yīng)用 石墨稀高的比表面積 優(yōu)異的導(dǎo)電性 光透過(guò)性等突出的性質(zhì) 使人們相信 其在電學(xué)相關(guān)領(lǐng)域可以發(fā)揮很好的應(yīng)用價(jià)值 基于石墨稀的場(chǎng)效應(yīng)晶體管 FET 尺寸較大的石墨稀 10 1110由于其零能隙的特點(diǎn) 其在300K的開(kāi)關(guān)比僅30上下 并不適用于場(chǎng)效應(yīng)晶體管為解決這一問(wèn)題 后續(xù)發(fā)展了若干制備尺寸較窄 邊緣平整的石墨烯納米帶 Graphenenanoribbons GNRs 的方法來(lái)得到有能隙的石墨稀產(chǎn)物 以提高其幵關(guān)比 石墨稀在光伏器件中的應(yīng)用由于石墨烯本身所具有的優(yōu)異的導(dǎo)電性 光透過(guò)性以及高的比表面積 有關(guān)石墨烯在光伏器件方而的應(yīng)用也有很多 主要有透明電極 電子受體 光吸收劑等 其中透明電極是研究較多的一塊 石墨稀在鋰離子電池中的應(yīng)用使用共沉淀法制備了石墨烯 憐酸鐵鋰復(fù)合材料 其在0 2C的放電比容量達(dá)160mA h g 接近磷酸鐵裡的理論最高容量 170mA h g 同吋石墨稀的引入可以改善磷酸酸鐵鋰本身導(dǎo)電性不佳以及負(fù)極材料在高放電電流時(shí)的比容量和電化學(xué)穩(wěn)定性 5 光催化中的應(yīng)用 利用氧化石墨烯制備光催化劑進(jìn)