氧化石墨烯的结构及应用
石墨烯氧化的原理
石墨烯氧化的原理石墨烯氧化的原理石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体结构，具有极高的强度和导电性能。
它被认为是一种具有广泛应用潜力的新材料。
然而，由于它具有高度化学稳定性，难以与其他化学物质反应，因此限制了其应用的范围。
因此，如何改善石墨烯的化学反应特性成为了很多研究者关注的问题。
石墨烯氧化是一种将氧气引入石墨烯中间间隙的过程，可以促进其与其他物质的反应。
氧化石墨烯可以通过化学氧化和热处理两种方法得到。
其中，化学氧化是一种将石墨烯置于一组具有氧化剂性质的化学液体中，使其与氧原子发生化学反应的过程。
热处理则是将石墨烯加热至高温，使其在气体环境中与氧气发生反应。
石墨烯经过氧化处理之后，其基础的碳原子结构不变，但是其表面结构上受到了一定程度的改变。
经氧化处理的石墨烯被称为氧化石墨烯（GO）。
氧化石墨烯的表面结构发生了变化，主要表现在其碳原子和氧原子之间的键合关系上。
在没有氧化之前，石墨烯的表面仅仅由碳原子构成，而处理后的氧化石墨烯表面则被部分覆盖了一层氧原子。
氧原子与石墨烯表面的碳原子形成的键合关系被称为羟基或羧基。
石墨烯氧化的结果是使得其表面上的羧基等活性基团数量增加，从而增强了其化学反应能力。
这种羧基或羟基的存在可以提高石墨烯的亲水性，使其与水等极性物质相容性更好。
这样，就可以将石墨烯用于制备水基纳米复合材料。
此外，氧化石墨烯还可以用于制备电极材料、传感器、催化剂、手性储氢和锂离子电池等应用。
总之，石墨烯氧化是一种通过引入氧原子到石墨烯中间间隙，使其表面上的羟基或羧基等活性基团数量增加的过程。
这可以提高石墨烯的化学反应能力，拓展其应用领域，并为石墨烯的进一步研究和应用提供了一个新的思路。
石墨烯及氧化石墨烯在纺织印染行业中的应用
2、作为织物后处理剂
石墨烯和氧化石墨烯还可以作为织物后处理剂，用于改善织物的性能。例如， 将氧化石墨烯作为后处理剂加入到棉织物中，可以显著提高织物的抗皱性和弹性， 同时还可以增加织物的厚度和重量。此外，石墨烯还可以用于制备透明、耐磨的 涂层，用于保护织物表面不受损伤。
结论
石墨烯和氧化石墨烯在纺织领域具有广泛的应用前景，可以为纺织品带来许 多新的功能和特性。尽管目前它们的制造成本还相对较高，但随着技术的不断进 步和规模化生产的实现，相信在不久的将来它们在纺织领域的应用将会越来越广 泛。
石墨烯在纺织印染行业中的应用
石墨烯具有优异的导热性、强度和透光性，在纺织印染行业中具有广泛的应 用。例如，在高温定型过程中，石墨烯可以作为耐高温材料，提高纺织品的定型 效果和稳定性。此外，石墨烯还具有出色的抗菌防臭性能，可以为纺织品添加额 外的保健功能。
具体应用方面，石墨烯在纺织品上的应用主要表现在以下几个方面：
结论与展望
综上所述，石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染领域具有广泛的应用前景。这两 种材料凭借其独特的性质和优势，可以显著提高纺织品的性能和舒适度，同时为 智能纺织品领域提供新的发展机遇。尽管目前石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中 的应用还处于研究阶段，但随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信在不久 的将来，这两种材料将会成为纺织印染领域的常用材料，为纺织行业的发展注入 新的活力。
为了将石墨烯应用于纺织品，研究者们尝试了多种方法。其中，将石墨烯与 生物基聚合物复合是一种较为有效的方法。通过将石墨烯与纤维素、蛋白质等生 物基聚合物进行复合，可以制备出性能优异的石墨烯/生物基聚合物复合材料。 这种复合材料既保留了石墨烯的优点，又具有生物基聚合物的可持续性，因此在 纺织印染领域具有广阔的应用前景。
氧化石墨烯的sem描述
氧化石墨烯的sem描述氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的二维材料，具有独特的结构和特性。
本文将从结构、制备方法、表征以及应用等方面对氧化石墨烯进行详细描述。
1. 结构氧化石墨烯是由石墨烯经过氧化处理得到的产物。
石墨烯是由碳原子通过sp2杂化形成的六角网格结构，而氧化石墨烯则是在石墨烯表面引入了氧原子。
氧化石墨烯的结构中含有大量的羟基、羧基和环氧基等官能团，使其具有较高的化学活性和表面活性。
2. 制备方法氧化石墨烯的制备方法多种多样，常见的方法包括Hummers法、Brodie法、热氧化法等。
其中，Hummers法是最常用的制备方法之一。
该方法通过将石墨与硫酸、硝酸等强酸混合处理，使石墨表面发生氧化反应，得到氧化石墨烯。
制备过程中需要控制反应温度、时间和酸浓度等参数，以获得高质量的氧化石墨烯。
3. 表征对氧化石墨烯进行表征是了解其结构和性质的重要手段。
常用的表征方法包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X 射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等。
其中，SEM 可以观察到氧化石墨烯的表面形貌和层状结构，TEM可以进一步观察其层状结构和原子尺度的细节。
XRD和FTIR可以用于分析氧化石墨烯的晶体结构和官能团的存在情况。
4. 特性氧化石墨烯具有许多独特的特性，使其在各个领域具有广泛的应用前景。
首先，由于氧化石墨烯表面含有丰富的官能团，使其具有良好的亲水性和分散性，有利于其在复合材料、涂料等领域的应用。
此外，氧化石墨烯具有较高的导电性和热导率，可用于制备导电薄膜、传感器、储能器件等。
此外，氧化石墨烯还具有优异的力学性能和化学稳定性，在柔性电子器件、催化剂等方面也有广泛的应用潜力。
5. 应用氧化石墨烯的应用领域非常广泛。
首先，在能源领域，氧化石墨烯可以用于制备高效的储能器件，如锂离子电池、超级电容器等。
其次，在材料领域，氧化石墨烯可以用于制备高强度、高导电性的复合材料，在航空航天、汽车制造等领域具有重要的应用价值。
氧化石墨烯激发波长-概述说明以及解释
氧化石墨烯激发波长-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、热导性和机械性能。
然而，纯石墨烯的应用受到其零带隙的限制，限制了其在电子学和光学领域的应用。
为了解决这个问题，科学家们发展出了氧化石墨烯这一材料。
氧化石墨烯是通过在石墨烯表面引入氧原子而制备的。
这一过程引入了羟基（-OH）、醛基（-O）和羧基（-COOH）等含氧官能团。
这些官能团的引入为氧化石墨烯提供了一系列新的特性和应用潜力。
氧化石墨烯具有较高的带隙，使其在电子学器件中具有更好的开关特性和较低的漏电流。
与纯石墨烯相比，氧化石墨烯还具有较高的化学反应活性，可通过与其他化合物发生反应形成复合材料，进一步增加了其在多个领域的应用。
激发波长是指材料在光照射下吸收光的波长范围。
对于氧化石墨烯来说，其激发波长是一个重要的参数，可以影响其光电特性以及在光电子学、光催化等方面的应用。
在本文中，将对氧化石墨烯激发波长的影响因素进行分析和探讨。
通过研究和实验结果的总结，我们可以更深入地理解氧化石墨烯激发波长的特点和变化规律，并为进一步的研究提供有价值的参考。
接下来的章节将对氧化石墨烯的特性以及影响其激发波长的因素进行详细介绍。
最后，我们将总结已有的研究结果，并展望未来在氧化石墨烯激发波长方面的研究方向。
这将有助于我们更好地利用氧化石墨烯的特性，推动其在光学和电子学领域的应用。
文章结构部分的内容可以是：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将对研究主题进行概述，介绍氧化石墨烯激发波长的背景和相关研究现状。
同时，会明确文章的目的，即对氧化石墨烯激发波长的影响因素进行探究。
正文部分将详细介绍氧化石墨烯的特性，包括其结构、电子能级和光学特性等。
接着，会深入探讨激发波长的影响因素，如石墨烯的尺寸、氧化程度、掺杂等。
会通过实验证明这些因素对激发波长的影响程度，并进一步分析其中的机理。
结论部分将总结氧化石墨烯激发波长的研究结果，并提出对未来研究方向的展望。
氧化石墨烯性质及其应用前景
氧化⽯墨烯性质及其应⽤前景（⼀）概述氧化⽯墨烯是⼀种层状的⽯墨氧化物,可以通过超声波处理或机械搅拌将⽯墨氧化成层状得到⽯墨烯基材料丰富的功能性来源于其晶格结构和表⾯富含的各种含氧基团,表⾯官能团提供了丰富并且有效的活性点位此外,氧化⽯墨烯拥有可调节的电⼦属性通常情况下,由于⼤量的sp3杂化碳原⼦与含氧基团结合在⼀起产⽣绝缘层,这使得单⽚电阻可以达到1012Ωsq-1或者更⾼然⽽在还原反应后,还原氧化⽯墨烯的单⽚电阻可以降低数个数量级,使得原有材料转换成半导体,甚⾄变成类似⽯墨烯的半导体材料除此之外,氧化⽯墨烯还表现了出⾊的光学和机械性能,在各个领域⼴泛应⽤通过改变氧化⽯墨烯薄膜厚度和氧化⽯墨烯的还原程度来调节它的光透射率⼀般来说,悬浮在⽔中的氧化⽯墨烯薄膜由于浓度不同呈现为暗棕⾊到亮黄⾊的状态,⽽还原氧化⽯墨烯薄膜(厚度⼩于30nm)是半透明的氧化⽯墨烯的光学吸收主要由π-π转换控制,它通常会在225—275nm(4.5-5.5eV)之间产⽣吸收峰值在还原过程中,当吸收峰向27Onm移动时,π电⼦密度和结构顺序的增加,导致其光吸收强度增加通常,氧化⽯墨烯的机械性能由氧化的程度和厚度等细节决定尽管氧化⽯墨烯的特性丰富,但在实际应⽤中仍然存在⼀些不⾜之处结构缺陷分散性差和多层厚度会影响其电⽓性能和⽐表⾯积⼤⼩常⽤氧化⽯墨烯的绝缘特性也限制了它在电⼦设备和能量存储中的应⽤但是,氧化⽯墨烯本⾝表⾯上含氧官能团可以通过对其进⾏化学修饰或功能优化来⼤幅度增加它的结构和化学多样性因此,在能量存储转换和环境保护的应⽤领域中,氧化⽯墨烯及其复合材料具有⼀很⼤的潜⼒（⼆）能量转换与储存1、光解⽔产氢在未来,氢能源被认为是⼀种清洁的可再⽣能源氢⽓的⽣产和储存对于氢⽓的利⽤⾄关重要在可见光照射下的半导体光催化剂进⾏⽔分解是⼀种具有潜⼒的获取氢能源的⽅式在实际应⽤中,这种技术具有⽆法利⽤可见光,能量补偿不合理,和反应接触⾯积⼩等缺点由于优越的电⼦移动性,⾼⽐表⾯积,可调节的电⼦能带结构,氧化⽯墨烯基复合材料已经被开发成为了光解⽔的⾼效催化剂研究表明,在汞光照射下,即使没有Pt催化剂,氧化⽯墨烯在2.4—4.3eV能带下仍然具有光解产氢的催化活性由于氧化⽯墨烯⽚状材料拥有更⾼的氧化能⼒,较⼤的能带和对于光吸收的限制,氧化⽯墨烯更有利于帮助达到光分解⽔产氢的⽬的2、储氢⽬前,氢能源储存⽅式可以分为化学储存和物理储存化学存储的氢化物虽然通常具有较⾼的氢含量,但其氢释放性能不理想物理存储由于受到H2分⼦弱吸附性能的影响,导致存储能⼒普遍较低,并且物理存储要求其存储设备条件较⾼,在满⾜较⼤的表⾯积同时重量要轻物理储氢在原⼆维⽯墨烯纳⽶薄⽚上,H2分⼦的弱吸附能(只有1.2kJmol)通常会导致⾮常低的储氢能⼒(<2wt%)然⽽在⼤⽓压⼒下,层状氧化⽯墨烯材料可以⾼达4wt%的⾼储氢能⼒,并且可以通过调整层间距和孔隙⼤⼩来提⾼储氢容量氧化⽯墨烯表⾯官能团与其他活性物种进⼀步合成可以提⾼H2的结合能,在克服⾦属聚集的缺点下,掺杂⾦属(特别是过渡⾦属)对氧化⽯墨烯进⾏改性是提⾼H2结合能和储存能⼒的⼀种有效⽅法氧化⽯墨烯基的复合材料特别是3D柱状多孔材料表现出了良好的氢⽓储存性能和能源应⽤潜⼒化学储氢⽔合物储氢的⽅式的主要缺点在于氢能释放时的温度过低由于氧化⽯墨烯的⾼⽐表⾯积和较强的化学稳定性,可以作为载体来分散和稳定⾦属纳⽶颗粒⽤于催化和分离H2分⼦由氧化⽯墨烯作载体的贵⾦属催化剂如Pt-CeO2/GO具有稳定活性中⼼的协同效应并且增加了催化剂的催化活性3、锂电池为满⾜⽇益增长的便携式电⼦产品和电动汽车的需求,锂电池为未来的能源储存和利⽤提供了⼀种新的⽅式氧化⽯墨烯表⾯的官能团可以作为化学改性优化的活性位点,从⽽使不同的活性物种形成并提供多元电极材料结构作为普遍使⽤可充电电池,传统电极材料的锂离⼦电池具有理论容量限制的缺点,⽽氧化⽯墨烯基复合材料⽆论作为阳极和阴极材料都表现出了优越的电化学性能在纯氧化物或硫氧化物的情况下,将还原氧化⽯墨烯加⼊⾦属氧化物或硫醚可以显著提⾼电池的性能氧化⽯墨烯可以作为保护涂层,在锂电池使⽤中抑制铝电流收集器的腐蚀（三）环境保护1、处理有害⽓体⼯业释放的温室⽓体和有毒⽓体是对环境的最⼤威胁之⼀原则上,去除空⽓污染物可分为三种途径: (1)减少⽓体排放,(2)⽓体收集和储存,(3)最终利⽤氧化⽯墨烯表⾯的含氧官能团使其能够与各种分⼦进⾏共价和⾮共价的相互作⽤在⼯业加⼯过程中,氧化⽯墨烯独特的电⼦结构也为处理有害⽓体提供了有效的催化剂因此,氧化⽯墨烯基复合材料是⽤于处理COCO2NH3和氮氧化物等有害⽓体的潜⼒材料吸附⼆氧化碳薄层氧化⽯墨烯在⽔分⼦环境下具有良好的吸附性能分⼦动⼒学模拟表明,氧化⽯墨烯的官能团能够增强对⼆氧化碳的吸附能⼒⽔的存在有助于保持⼆氧化碳和氧化⽯墨烯结构的整合状态,并通过⼆氧化碳和附在氧化⽯墨烯表⾯上的含氧基团之间的排斥⼒作⽤来影响⼆氧化碳的迁移程度除氨除温室⽓体外,氧化⽯墨烯基复合材料具有良好的氨吸附能⼒在氧化⽯墨烯中加⼊含氧基团和活性物质,如磺酸基聚氧化合物氧化锰等在⽔环境下可以提升其氨的吸附能⼒此外,第⼀性原理计算表明,不同的活性位点能有效地促进氨和氧化⽯墨烯之间的电荷转移去除其他有害⽓体其他有害⽓体如甲醛丙酮硫化氢⼆氧化硫⼀氧化碳氮氧化物,也可以通过氧化⽯墨烯基复合材料有效地去除第⼀性原理计算结果表明,羟基和羰基基团以及附近的碳原⼦与氮氧化物的分⼦种类可以产⽣强烈的相互作⽤从⽽进⾏化学吸附化学催化转化除收集有害⽓体外,氧化⽯墨烯复合材料也可应⽤于空⽓污染物转化为⼀些有⽤的能源资源⽅⾯四丁基溴化铵作为助催剂可以将⼆氧化碳转化为环氧丙烷,⽽氧化⽯墨烯-四丁基溴化铵复合材料催化剂在相对温和的条件下可以产⽣96%的碳酸丙烯酯。
氧化石墨烯的结构及应用
氧化石墨烯的结构及应用2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆（Andre Geim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov)成功地从石墨中分离出一层碳原子构成的石墨烯,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
自此，石墨烯由于其突出的导热性、室温高速载流子迁移率、透光性和力学性能等,同时具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质,受到了世界各界的广泛关注,也成为科研领域的新兴宠儿。
氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化后的产物,它是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。
氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用前景,因为成为研究的又一重点。
一、氧化石墨烯的分子结构石墨被强氧化剂氧化，氧原子进入到石墨层间，结合л电子,使层面内的二键断裂,并以C=O,C—OH, —COOH等官能团与密实的碳网面中的碳原子结合，形成共价键型石墨层间化合物。
氧化石墨烯的理想结构组成为C400H，也有文献报道其组成为C X+（OH）Y-(H20）2，其中C、H、O等各元素的含量随氧化程度不同而发生改变,一般范围为C7O4H2-C24O13H9，目前，普遍认为氧化石墨是一个准二维固体物质.氧化石墨烯由尺寸不定的未被氧化的芳香“岛”组成,而这些“岛”则被含有醇羟基、环氧基团和双键的六元脂环所分开，芳香环、双键和环氧基团使得碳原子点阵格式近乎处于同一平面，仅有连接到羟基基团的碳原子有较轻微的四面体构型畸变，导致了一些层面的卷翘。
官能团处于碳原子点阵格子的上下，形成了不同密度的氧原子分布。
干燥的氧化石墨在空气中稳定性较差，很容易吸潮而变成水合氧化石墨，层间距也会随其含水量的高低而有所不同。
随含水量的增加,层间距从0。
6nm增加到1.1nm,从而导致X射线(100）衍射峰的位置的变化。
石墨烯氧化物的合成与应用
石墨烯氧化物的合成与应用石墨烯氧化物被认为是石墨烯的一种衍生物，具有石墨烯的很多特性和性质，但是由于它更容易制备和处理，因此被广泛地应用于各个领域。
石墨烯氧化物的合成和应用已经成为当前的热点话题，本文将介绍石墨烯氧化物的合成方法和应用领域。
一、石墨烯氧化物的合成方法石墨烯氧化物是通过将石墨烯氧化而得到的。
石墨烯氧化的方法主要有两种，一种是Hummers方法，另一种是Brodie方法。
Hummers方法是最早被发现的石墨烯氧化合成方法之一。
它可以通过高温、高压的氧化工艺将石墨烯转化为石墨烯氧化物。
使用的氧化剂为硝酸和硫酸，在高温下加入氧化剂后，石墨烯表面的碳原子会和氧原子结合，形成石墨烯氧化物。
Brodie方法是另一种常见的石墨烯氧化物合成方法。
这种方法通过将石墨烯覆盖在浓硝酸中，在高温下进行氧化反应，使得石墨烯表面的碳原子和氧原子结合形成石墨烯氧化物。
石墨烯氧化物的合成方法还有其他的方法，如面向碳纳米管和石墨烯氧化物的水相辅助电化学法等。
但是无论使用哪种方法，都需要控制反应条件和参数，以达到最佳的石墨烯氧化物的质量和性能。
二、石墨烯氧化物的应用领域石墨烯氧化物作为一种具有良好导电性、热导性、生物相容性和力学性能的材料，具有广泛的应用前景。
以下是石墨烯氧化物的一些主要应用领域。
（一）电子学领域石墨烯氧化物具有良好的导电性能，可以作为半导体材料或元件使用。
它在柔性电子学领域，如柔性智能电子器件、灵活显示器或太阳能电池等方面的应用具有潜力，是一种极具前途的材料。
（二）能源领域石墨烯氧化物在能源领域也有着广泛的应用。
例如，它可以作为负极材料，用于锂离子电池或超级电容器中。
石墨烯氧化物的高比表面积和良好的导电性能使得它对电化学储能有很好的应用前景。
（三）生物医学领域石墨烯氧化物在生物医学领域也有着广泛的应用。
例如，它可以作为生物传感器，用于监测生物体内的某些药物或疾病指标。
另外，石墨烯氧化物还可以用于生物成像，导入人体后可以通过红外光或激光探测石墨烯氧化物而得到影像。
氧化石墨烯的性质和应用研究
氧化石墨烯的性质和应用研究氧化石墨烯是石墨烯的氧化衍生物，具有许多特殊的性质和应用。
下面从多个角度来论述氧化石墨烯的性质和应用研究。
一、结构和制备石墨烯是由一层碳原子组成的六角晶体结构，氧化石墨烯是将石墨烯表面的一些碳原子氧化而成。
氧化石墨烯具有高度的氧离子功能团，如羟基、羧酸基和环氧基等。
由于其结构的改变，其物化性质和功能发生了显著的变化。
氧化石墨烯可以通过多种方法制备，如化学氧化法、热氧化法、电化学法、微波辅助氧化法等。
其中，化学氧化法是较为常用的方法，通过在稀硫酸和硝酸混合液中长时间处理石墨烯，可以制备出大量的高质量氧化石墨烯。
二、物理和化学性质氧化石墨烯具有多种特殊的物理和化学性质，其中最显著的是其导电性的变化。
由于氧化的存在，氧化石墨烯比原始石墨烯更易于导电，甚至可以做成导电薄膜等。
此外，氧化石墨烯也具有良好的机械性能，强度和韧性均有所提高。
从化学性质来看，氧化石墨烯表面带有大量羟基、羧酸基和环氧基等官能团，具有更强的亲水性和化学反应性能。
这种化学性质使氧化石墨烯可以用于吸附剂、催化剂、荧光探针和生物传感器等领域。
三、应用研究1.电化学电容器：氧化石墨烯具有高表面积、优异的电导性和稳定性，可以制成电化学电容器。
与传统的电解质电容器相比，氧化石墨烯电容器能够实现高达几倍的能量储存密度和功率密度，成为新一代高效能量存储器件的研究热点。
2.传感器：氧化石墨烯具有超高灵敏度、快速响应和良好的机械强度，可以应用到化学传感、生物传感和汽车碰撞传感器等领域。
例如，在传统的生物传感器中，常用的荧光探针是有机分子和量子点，但由于它们的局限性，使得探测机理不明确，难以满足现实应用需求。
而氧化石墨烯生物传感器具有优越的性能，可以实现更精准的生物分析。
3.吸附剂和催化剂：氧化石墨烯可用于空气净化、废水处理、化学品分离、催化还原和合成等方面。
例如，将氧化石墨烯按一定比例混入电极材料中，可提高电极的活性，用于污水的电化学处理；用氧化石墨烯制成的新型芳香酮材料，在催化还原的过程中表现出较高的选择性和活性。
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氧化石墨烯的结构及应用2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆(Andre Geim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)成功地从石墨中分离出一层碳原子构成的石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
自此，石墨烯由于其突出的导热性、室温高速载流子迁移率、透光性和力学性能等，同时具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质，受到了世界各界的广泛关注，也成为科研领域的新兴宠儿。
氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化后的产物，它是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。
氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用前景，因为成为研究的又一重点。
一、氧化石墨烯的分子结构石墨被强氧化剂氧化，氧原子进入到石墨层间，结合л电子，使层面内的二键断裂，并以C=O,C-OH, -COOH等官能团与密实的碳网面中的碳原子结合，形成共价键型石墨层间化合物。
氧化石墨烯的理想结构组成为C400H，也有文献报道其组成为C X+(OH)Y-(H20)2，其中C、H、O等各元素的含量随氧化程度不同而发生改变，一般范围为C7O4H2-C24O13H9，目前，普遍认为氧化石墨是一个准二维固体物质。
氧化石墨烯由尺寸不定的未被氧化的芳香“岛”组成，而这些“岛”则被含有醇羟基、环氧基团和双键的六元脂环所分开，芳香环、双键和环氧基团使得碳原子点阵格式近乎处于同一平面，仅有连接到羟基基团的碳原子有较轻微的四面体构型畸变，导致了一些层面的卷翘。
官能团处于碳原子点阵格子的上下，形成了不同密度的氧原子分布。
干燥的氧化石墨在空气中稳定性较差，很容易吸潮而变成水合氧化石墨，层间距也会随其含水量的高低而有所不同。
随含水量的增加，层间距从0.6nm增加到1.1nm,从而导致X射线(100)衍射峰的位置的变化。
鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位，许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述，以便有利于石墨烯材料的进一步研究，虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱，核磁共振等手段对其结构进行分析，但由于种种原因(不同的制备方法，实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响)，氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。
二、氧化石墨烯的制备方法氧化石墨烯的制备方法主要有Brodie、Staudenmaier和Hummers三种方法，它们都是用无机强质子酸(如浓硫酸、发烟硝酸或它们的混合物)处理原始石墨，将强酸小分子插入石墨层问，再用强氧化剂(如KMnO4、KC104等)对其进行氧化。
1、Brodie法1898年Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂，反应体系的温度需先维持在0℃，然后，不断搅拌反应20-24h。
洗涤后获得的氧化石墨的氧化程度较低，需进行多次氧化处理以提高氧化程度，反应时间相对较长。
该法的优点是其氧化程度可利用氧化时间进行控制，合成的氧化石墨结构比较规整。
但因采用KC103作氧化剂，有一定的危险性。
2、Staudenmaier法采用浓H2S04体系，和发烟HN03混合酸对石墨粉处理，以KC103为氧化剂，反应体系的温度一直维持在0℃。
氧化程度随反应时间的增加而增加，可通过控制反应时间来控制石墨烯的最终氧化程度。
一般氧化程度较低，需进行多次氧化处理，GO碳层破坏严重。
3、Hummers法采用浓H2S04加NaN03体系，以KMnO4为氧化剂，傅玲等将反应过程可分低温((4℃以下)、中温(35℃左右)和高温((98℃以下)反应三个阶段。
该法的优点是用KMnO4;代替KC103，提高了实验的安全性，减少了有毒气体的产生。
同时该方法所需的氧化时间较短，产物的氧化程度较高，产物的结构较规整且易于在水中发生溶胀而层离。
采用Hummers方制备氧化石墨，具体的工艺流程：在冰水浴中装配好250mL的反应瓶，加入适量的浓硫酸，搅拌下加入2g石墨粉和1g硝酸钠的固体混合物，再分次加入6g高锰酸钾，控制反应温度不超过20℃，搅拌反应一段时间，然后升温到35℃左右，继续搅拌30min，再缓慢加入一定量的去离子水，续拌20min后，并加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。
趁热过滤，并用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。
最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥，保存备用。
此外，近年来，不少学者也探索更好的制备方法。
MatsuoY采用电化学方法，将石墨投入强酸中，以Hg/HgSO4为电极，电解氧化后投入水中，干燥后得到氧化石墨烯。
Daniela C. Marcano等以KMnO4和9:1(体积比)的H2SO4/H3PO4为氧化剂，采用不加入NaNO3的方法也制备出氧化石墨烯，该方法提高了氧化过程的有效性，所得产物亲水性增强，反应过程不产生有毒气体，环境污染小，反应温度容易控制。
Shen Jianfeng 等用过氧化苯甲酰为氧化剂，快速制备出氧化石墨烯，缩短了制备时间。
三、氧化石墨烯的性质和应用氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。
其大量的含氧官能团使碳层带负电荷，带正电荷的阳离子很容易进入层间，并把层间距撑大，为聚合物和无机纳米粒子的负载提供了有利条件。
对氧化石墨烯表面进行改性所得的氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料，它们都显示出优越的性能，具有广泛的应用领域。
1、分析检测领域中国科学院上海应用物理研究所发现将氧化石墨烯应用于PCR技术中，可显著提高PCR的特异性、灵敏度和扩增产量，并可消除扩增中形成的引物二聚体，且优化区间广，可广泛适用于各种浓度和复杂程度的DNA模板。
与其他已应用于PCR技术中的碳纳米材料相比，氧化石墨烯对PCR的优化具有更加优异的综合效果。
除了蛋白质、核酸、葡萄糖等生物分子的检测，基于氧化石墨稀的传感器亦可被用作燃料分子的催化分解以及TNT、Pb2+、Cd2+等有害化学物质的检测，为减少环境问题出一份力。
曾延波等人构筑了基于硼酸化氧化石墨烯的分子印迹电化学传感器，研究其对多巴胺分子的双识别作用。
分子印迹技术是以目标分子为模板分子,制备对目标分子具有高选择性材料的方法。
电化学传感器通常指通过敏感部件与转化器的相互结合，能够对特定物质具有良好电化学响应信号的分析装置。
有机硼酸类化合物选择性识别双羟基的分子，如糖类物质、多巴胺、芦丁，在有机溶剂或水溶液中，硼酸基团（苯硼酸）与双羟基分子中的羟基通过共价键作用生成环酯，从而达到分子的识别。
多巴胺是一种神经传导物质，可以用来帮助细胞传送脉冲。
其为拟肾上腺素药，具有增加肾血流量、兴奋心脏的功能，用于治疗神经紊乱、高血压、支气管哮喘、先天性心血性及感染性休克等疾病。
此外，多巴胺负责大脑的情欲、感觉，据此还可以用于治疗抑郁症。
而多巴胺不足则会令人失去控制肌肉的能力，严重时会令病人的手脚不由自主地颤抖或导致帕金森氏病。
因此，建立快速、准确、灵敏的分析方法测定多巴胺的浓度对于生理功能研究、疾病诊断以及临床应用等方面均有重要的意义。
将分子印迹技术和硼酸化两者相结合，在氧化石墨烯材料表面进行硼酸类化合物的功能化，然后在此材料表面进行分子印迹，从而制备基于硼酸化的氧化石墨烯复合材料，该复合材料对多巴胺具有分子印迹和硼酸化的双识别效果，将此复合材料作为电化学传感探针实现多巴胺的双识别检测，从而达到高选择性、高灵敏度地测定多巴胺。
以上是基于氧化石墨稀电化学方面的性质的传感器应用，而另一方面，氧化石墨稀的结构使其对荧光有很强的猝灭作用，基于此，其与量子点或染料的复合可被用于DNA、凝血酶等的检测。
2、改性聚合物材料除了电学性能优异外, 氧化石墨烯的拉伸模量(1.01TPa)和极限强度( 116 GPa)与单壁碳纳米管( SWd CNT ) 相当, 其质量轻, 导热性好( ~ 3000W /(m·K ) )，且比表面积大( 2600m2 /g )。
与昂贵的富勒烯和碳纳米管相比, 氧化石墨烯价格低廉, 原料易得, 有望成为聚合物纳米复合材料的优质填料。
近年来, Ruoff等用化学方法相继研制出氧化石墨烯/聚合物导电纳米复合材料和无支撑的氧化石墨烯纸, 掀起了氧化石墨烯应用研究的热潮。
目前氧化石墨烯/聚合物复合材料应用领域涵盖了能源行业的燃料电池用储氢材料, 合成化学工业的微孔催化剂载体, 导电塑料, 导电涂料以及建筑行业的防火阻燃材料等方面。
聚苯并咪唑通常作为高温结构胶粘剂，在航空航天中有较好的应用前景，为了进一步提高它的性能，有人尝试将各种无机填料加入到聚合物中，但效果不甚理想。
Wang Yan等用溶液交换法制备出氧化石墨烯/聚苯并咪唑复合材料，与单纯的聚苯并咪唑相比，其杨氏模量、拉伸强度以及韧性均得到显著改善，热稳定性也得到相应提高，而且有效解决了聚苯并咪唑价格昂贵的问题。
仅加入0.3%质量分数的氧化石墨烯就使复合材料的杨氏模量提高17%，拉伸强度提高33％，韧性提高88％。
氧化石墨烯在水中超声——加入DMSO——真空蒸馏除水——离心——溶解OPBI——薄膜铸塑3、生物医药方面的应用氧化石墨烯较高的比表面积和大范围的共辄结构使其在载药方面有一定的潜在应用价值。
Dai等使用接枝了六臂PEG的纳米级氧化石墨烯(平均尺寸<50nm)负载了非水溶性的抗癌药物SN38，其在PBS中有很好的分散稳定性，体外细胞实验显示，载体GO-PEG即使在浓度高达100 mg/L时也无明显的细胞毒性，而载药体系则对癌细胞有明显的杀伤作用，显示其用作抗癌药物载体的潜力。
张龙姣等制备了负载阿霉素的叶酸修饰的氧化石墨烯材料，并对其性能进行研究。
叶酸即维生素B9，又名蝶酰谷氨酸，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与谷氨酸结合而成。
叶酸作为肿瘤靶向制备的理想载体，具有分子量较小（MW441）、化学性质简单、无免疫原性、价格便宜、易于修饰、既溶于水又溶于有机溶剂等特点。
用叶酸修饰氧化石墨烯材料，然后装载抗癌药物，可以和肿瘤细胞表面高度表达的叶酸受体靶向性结合，进而让肿瘤部位的药物浓度得到大幅增加，同时还能减少对正常细胞的毒副作用，在肿瘤生物治疗领域有良好的应用前景。
分别用FA/GO和FA/GO/DOX与Hela细胞共同培养，观察细胞形态变化可以发现，98h内，FA/GO对细胞基本无毒性，而负载在FA/GO上的DOX对癌细胞具有破坏作用，改变了癌细胞的形态。
同时Hela细胞作为叶酸的阳性受体，可以通过与叶酸的特异性结合，将粒子聚集在Hela细胞附近，从而有助于细胞的吞噬作用。
研究表明FA/GO作为潜在的药物载体较为安全可靠，且具有生物靶向性。