氧化石墨烯的简介PPT课件
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石墨烯ppt课件
04
缺点
设备成本高，制备过 程复杂。
液相剥离法制备过程及优化策略
过程
将石墨或膨胀石墨分散在溶剂中，通 过超声波、热应力等作用剥离出单层 或少层石墨烯。
优化策略
选择适当的溶剂和剥离条件，如超声 功率、时间、温度等，以提高剥离效 率和石墨烯质量。
优点
制备过程简单，成本低。
缺点
难以制备大面积、单层的石墨烯。
未来挑战和机遇并存局面思考
技术挑战
石墨烯制备技术仍存在一些难题 ，如大规模制备、成本控制、质 量稳定性等，需要加强技术研发
和创新。
市场机遇
随着石墨烯技术的不断突破和市场 需求的持续增长，石墨烯产业将迎 来更广阔的发展空间，企业需要抓 住机遇，积极拓展市场。
跨界融合
石墨烯产业需要与其他产业进行跨 界融合，共同推动产业升级和创新 发展，如与互联网、人工智能等产 业的深度融合。
THANKS
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消费电子市场需求
随着消费电子产品的不断更新换代， 石墨烯在智能手机、平板电脑、可穿 戴设备等领域的应用需求将持续增长 。
新能源市场需求
石墨烯在新能源领域具有广阔的应用 前景，如太阳能电池、锂离子电池、 燃料电池等，未来市场需求将不断扩 大。
医疗健康市场需求
石墨烯在生物医疗领域的应用也逐渐 受到关注，如生物传感器、药物载体 、医疗器械等，未来市场需求有望持 续增长。
三维多孔支架、细胞培养基质、神经修复导管
石墨烯组织工程支架材料的研究进展及前景
骨组织工程、皮肤组织工程、心肌组织工程
安全性评价和毒理学问题关注
石墨烯的生物安全性问题
01 细胞毒性、免疫原性、遗传毒性
石墨烯的体内代谢和毒性机制
石墨烯简单介绍ppt课件
一些电子设备，例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信息
填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率，然而手机的工作频
率越高，热量也越高，于是，高频的提升便受到很大的限制。由于石 墨烯的出现，高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在
微电子领域也具有巨大的应用潜力。
26
石墨烯应用
透明电极
石墨烯
和
，使它在透明电
导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、
有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，
。由于氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液
内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域 。
通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导 率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71% 能量转换效率；与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转 换效率的55.2%。
石墨烯
1
什 么 是 石 墨 烯？
石墨烯（英文名Graphene）是一种由C原子 形成的蜂窝状的准二维结构，是C的另外一种 同素异形体。
。例如，在计算石墨和碳纳米 管特性时，通常都是从石墨烯这个基本结构单 元出发的。
石墨烯：基本结构单元
2
石墨烯的来源？
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出 单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨。1mm厚的石墨 大约包含300万层石墨烯。
14
结构与性能
力学性能
石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构。其
和
分别为125GPa和1.1TPa。石墨烯的
（抗拉强度）为42N/M2。
普通钢的强度极限大多分布在250~1200MPa范围内，即 0.25ӽ109~1.2ӽ109N/m2。如果钢具有同石墨烯一样的厚度（约 0.335nm），则可推算出其二维强度极限0.084~0.40N/m。由 此可知，
填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率，然而手机的工作频
率越高，热量也越高，于是，高频的提升便受到很大的限制。由于石 墨烯的出现，高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在
微电子领域也具有巨大的应用潜力。
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石墨烯应用
透明电极
石墨烯
和
，使它在透明电
导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、
有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，
。由于氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液
内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域 。
通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导 率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71% 能量转换效率；与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转 换效率的55.2%。
石墨烯
1
什 么 是 石 墨 烯？
石墨烯（英文名Graphene）是一种由C原子 形成的蜂窝状的准二维结构，是C的另外一种 同素异形体。
。例如，在计算石墨和碳纳米 管特性时，通常都是从石墨烯这个基本结构单 元出发的。
石墨烯：基本结构单元
2
石墨烯的来源？
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出 单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨。1mm厚的石墨 大约包含300万层石墨烯。
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结构与性能
力学性能
石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构。其
和
分别为125GPa和1.1TPa。石墨烯的
（抗拉强度）为42N/M2。
普通钢的强度极限大多分布在250~1200MPa范围内，即 0.25ӽ109~1.2ӽ109N/m2。如果钢具有同石墨烯一样的厚度（约 0.335nm），则可推算出其二维强度极限0.084~0.40N/m。由 此可知，
氧化石墨烯渗透膜的制备及其性能研究PPT教案
04
向反应烧杯中加入20 mL质量分数为12 %的盐酸，然后冷却至室温。
05
把产物离心十次以上，然后水洗，直到其PH值为6。
氧化石墨烯分离膜的制备
真空抽滤技术是一种常用的化学 实验室技术，其装置如右图所示 。该系统的组成装置主要有滤杯 、滤瓶、多孔陶瓷片、滤膜、金 属夹和真空泵，其主要的用途就 是液相分离。
01
氧化石墨烯分离膜 中无规则的褶皱构 造形成的半圆柱通
道
02
氧化石墨烯薄片层 与层之间的缝隙
02 氧化石墨烯分离膜制备的具体 实验过程
石墨的预氧化
氧化石墨烯的制备：方法一
a、称量2g K2S2O8和2g P2O5，加入到9.6 mL浓硫酸中搅拌混合，再将1.2 g石墨粉（325目）加入到上述2 g K2S2O8、2g P2O5，和9.6 mL浓硫酸混合物中，在80摄氏度 下搅拌 混合， 保持4.5小时。 b、初产物自然冷却到室温，加200 mL水，泡一晚上。用0.45微米 滤膜， 将水滤 掉。再 用水过 滤2遍 。产物 在干燥 箱中干 燥，60度左右 。
3420 2930、2850
1724 1629 1730 1250 1100
归属官能团
R-OH的OH伸缩振动峰 CH2反对称伸缩振动峰
C=O伸缩振动峰 C-C骨架
C-OH对称伸缩振动峰 C-O-C对称伸缩振动峰 C-O对称伸缩振动峰
左表为GO的FT-IR吸收峰对照 表，对照此表和GO的傅里叶 变换红外光谱图可以知道GO 表面有哪些含氧官能团。
二维石墨烯片层演变成 C60、碳纳米管和石墨
理想石墨烯被认为是单层二维无限大的平面结构，看成是被剥离的一个原子厚 度石墨分子层。其中每个碳原子的杂化方式都是sp2，并且都把p轨道上的一个剩 余电子拿出来共同结合成一个大π键。在实际中，石墨烯的表层有很多十分微小 的起伏和褶皱，是一种“准平面”结构。
氧化石墨烯化学式
氧化石墨烯化学式1 关于氧化石墨烯的介绍氧化石墨烯（Oxide Graphene）是一种采用石墨烯制备的氧化物纳米复合材料，它是一种具有超强力学特性、高折射率和高介电常数的复合材料。
与石墨烯相比，氧化石墨烯具有更大的比表面积，更高的可饱和电流密度，更低的导热系数，更高的抗紫外线稳定性，更高的热稳定性和更强的电化学活性。
氧化石墨烯的化学式为C₆O₁₁(OH)₂，它主要由碳原子、氧原子和氢原子组成。
2 氧化石墨烯的结构氧化石墨烯的结构主要有两种：由两个凹凸层次组成的多层结构和由六边形组成的疏松结构。
它们在元素组成上不一样，但它们拥有相同的缺陷和表面态。
事实上，氧化石墨烯的结构具有良好的尺寸和形状控制能力，而且在构筑化合物结构时有不错的稳定性，并且在结构形状上具有高度一致性，这些特性是氧化石墨烯在实际应用中受到青睐的原因。
3 氧化石墨烯的应用氧化石墨烯的应用是日益广泛的，它主要用于催化剂、储能电池、电子器件、磁性材料、医疗器械等领域。
它作为催化剂的应用前景非常广阔，因为它的高分解能力可以加快化学反应的速率，而且表面还可以饱和吸收催化剂，以改善反应性能。
此外，氧化石墨烯还可以用于电子器件，因为它具有良好的电性能，可以用作电子传感器、探测器、激发子探测器和芯片等。
此外，氧化石墨烯也可以用于制造储能电池和磁性材料，可以改善材料的功能丰富性和性能。
4 氧化石墨烯的未来发展氧化石墨烯的应用将会以更快的速度发展。
随着人们更加关注环境和健康问题，它还将被用于生物医学领域，如应用于制造人造细胞培养基，可以显著引起免疫系统反应，促进细胞再生，并且还可以改善用于植入物的材料性能。
未来，氧化石墨烯将被广泛用于各种领域，从而推动人类走向更洁净的未来。
石墨烯简介ppt
当时，他们发现能用一种非常简单的方法得到越来越薄 的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两 面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为 二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到 了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
石墨烯的制备方法：物理方法和化学方法 物理方法：机械剥离，印章切取转移印制，剖切碳纳米管等。 （1）机械剥离：利用是石墨层间结合强度较小的原理，用胶带 粘附在高度取向的石墨表面，反复粘附撕开，最终获得单层石 墨烯，难以精确控制，难以大规模制备。
（4）其他，离子筛、超轻型飞机，超坚石墨烯的发展前景
作为导电性、机械性能都很优异的材料，素来有“黑金子” 之称的石墨烯之前在中国市场上的价格近十倍于黄金，超过 2000元/克，目前随着产量的增加价格降低很多。
❖ 由于其独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，科学家甚 至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长 Colin Bailey教授称：“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的 各种应用，从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯 片。”
石墨烯电池
a （2）用于传感器 b
c
因为石墨烯极强的敏感性，可用于PH传感器，用于需要 高速工作的通信设备，如太赫兹波成像探测隐藏的武器， 在光电传感器检测光纤中携带的信息。
光电传感器 光敏二极管
（3）石墨烯复合材料 现在关于石墨烯的论文，70%是关于石墨烯复合材 料的，制备石墨烯复合材料在弹性，断裂强度和 断裂能方面显著提高。关于其他方面的性能有待 研究。
正是看到了石墨烯的应用前景，许多国家纷纷建立石墨 烯相关技术研发中心，尝试使用石墨烯商业化，进而在工业、 技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石 墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”，设立专项研发计划， 未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石 墨烯研究所(NGI)，力图使这种材料在未来几十年里可以从 实验室进入生产线和市场。
石墨烯的制备方法：物理方法和化学方法 物理方法：机械剥离，印章切取转移印制，剖切碳纳米管等。 （1）机械剥离：利用是石墨层间结合强度较小的原理，用胶带 粘附在高度取向的石墨表面，反复粘附撕开，最终获得单层石 墨烯，难以精确控制，难以大规模制备。
（4）其他，离子筛、超轻型飞机，超坚石墨烯的发展前景
作为导电性、机械性能都很优异的材料，素来有“黑金子” 之称的石墨烯之前在中国市场上的价格近十倍于黄金，超过 2000元/克，目前随着产量的增加价格降低很多。
❖ 由于其独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，科学家甚 至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长 Colin Bailey教授称：“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的 各种应用，从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯 片。”
石墨烯电池
a （2）用于传感器 b
c
因为石墨烯极强的敏感性，可用于PH传感器，用于需要 高速工作的通信设备，如太赫兹波成像探测隐藏的武器， 在光电传感器检测光纤中携带的信息。
光电传感器 光敏二极管
（3）石墨烯复合材料 现在关于石墨烯的论文，70%是关于石墨烯复合材 料的，制备石墨烯复合材料在弹性，断裂强度和 断裂能方面显著提高。关于其他方面的性能有待 研究。
正是看到了石墨烯的应用前景，许多国家纷纷建立石墨 烯相关技术研发中心，尝试使用石墨烯商业化，进而在工业、 技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石 墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”，设立专项研发计划， 未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石 墨烯研究所(NGI)，力图使这种材料在未来几十年里可以从 实验室进入生产线和市场。
石墨烯科普PPT课件
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石墨烯材料制备
3、热膨胀法 用酸进行插层反应得到膨胀率较低的石墨鳞片， 鳞片的平均厚度约为30μm，横向尺寸在400μm左 右，这种石墨鳞片就是可膨胀石墨。将这种可膨 胀石墨放入微波或高温炉中加热，就可以的到厚 度为几纳米到几十个纳米的纳米石墨片。
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石墨烯材料制备
Outline
➢石墨烯材料的简介 ➢石墨烯材料的制备 ➢石墨烯材料的性质 ➢石墨烯材料的应用 ➢石墨烯材料的展望
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石墨烯材料的性质
1、力学性质——比钻石还要硬
数据转换分析：在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每 100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。
据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压 力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制取出 厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石 墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。 换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大 约两吨重的物品。
施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使 碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构 稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导 电性。
石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达 到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中 的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地， 应称为“载荷子”(electric charge carrier)， 的性质和相对论性的中微子非常相似。
石墨烯的应用
微电子领域 微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石
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石墨烯材料制备
3、热膨胀法 用酸进行插层反应得到膨胀率较低的石墨鳞片， 鳞片的平均厚度约为30μm，横向尺寸在400μm左 右，这种石墨鳞片就是可膨胀石墨。将这种可膨 胀石墨放入微波或高温炉中加热，就可以的到厚 度为几纳米到几十个纳米的纳米石墨片。
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石墨烯材料制备
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➢石墨烯材料的简介 ➢石墨烯材料的制备 ➢石墨烯材料的性质 ➢石墨烯材料的应用 ➢石墨烯材料的展望
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石墨烯材料的性质
1、力学性质——比钻石还要硬
数据转换分析：在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每 100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。
据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压 力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制取出 厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石 墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。 换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大 约两吨重的物品。
施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使 碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构 稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导 电性。
石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达 到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中 的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地， 应称为“载荷子”(electric charge carrier)， 的性质和相对论性的中微子非常相似。
石墨烯的应用
微电子领域 微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石
氧化石墨烯的简介32页PPT
氧化石墨烯的简介
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。—的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。—的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
氧化石墨烯简介与应用策略PPT课件
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carbon films[J]. science, 2004, 306(5696):
2021
666-669.
2
---------- Szabó T, Berkesi O, Forgó P, et al. Evolution of surface functional groups in a series of progressively oxidized graphite oxides2[0J2].1Chemistry of materials, 2006, 18(11): 2740-2749. 3
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微观应用
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Concentration –Dependent Amphiphilicity
pH –Dependent Amphiphilicity
Size –Dependent Amphiphilicity
---------- Kim J, Cote L J, Kim F, et al. Graphene oxide sheets at interfaces[J]. Journal of the American 2021 Chemical Society, 2010, 132(23): 8180-8186. 14
---------- Marcano D C, Kosynkin D V, Berlin J M, et al. Improved synthesis of graphene oxide[J]. ACS nano, 2010, 4(8): 48064814.
2021
4
石墨烯
氧化石墨烯（GO）
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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。
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3
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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
4、其他制备方法
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
氧化石墨烯的结构及应用
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1
结构
氧化石墨烯的制备方法
氧化石墨烯的性质和应用
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2
一、背景介绍
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康 斯坦丁•诺沃肖洛夫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。
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四、氧化石墨烯的性质和应用
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
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。
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。
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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。
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。
石墨烯应用研究的热潮。
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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。
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18
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四、氧化石墨烯的性质和应用
3、生物医药方面的应用
反应体系的温度需先维持在0 ℃，然后，不断搅拌反应2024h。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。
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6
三、氧化石墨烯的制备方法
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。
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四、氧化石墨烯的性质和应用
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。
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4
二、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。
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5
三、氧化石墨烯的制备方法
1、Brodie法 1898年，Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂，
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。
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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
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。
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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
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• 多巴胺 多巴胺是一种神经传导物质，可以用来帮助细胞传送脉
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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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
4、其他制备方法
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
氧化石墨烯的结构及应用
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结构
氧化石墨烯的制备方法
氧化石墨烯的性质和应用
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一、背景介绍
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康 斯坦丁•诺沃肖洛夫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。
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四、氧化石墨烯的性质和应用
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
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。
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。
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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。
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。
石墨烯应用研究的热潮。
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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。
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四、氧化石墨烯的性质和应用
3、生物医药方面的应用
反应体系的温度需先维持在0 ℃，然后，不断搅拌反应2024h。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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
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。
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四、氧化石墨烯的性质和应用
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。
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二、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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
1、Brodie法 1898年，Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂，
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。
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。
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三、氧化石墨烯的制备方法
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。
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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
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• 多巴胺 多巴胺是一种神经传导物质，可以用来帮助细胞传送脉