石墨烯纳米材料及其应用
2024年石墨烯纳米复合材料市场分析现状
2024年石墨烯纳米复合材料市场分析现状引言石墨烯是一种具有优异物理和化学特性的二维纳米材料，已经被广泛应用于各个领域，包括电子、能源、材料和生物学。
石墨烯纳米复合材料是将石墨烯与其他材料相结合形成复合材料，从而提升其力学性能、导电性能和热导率。
本文将对石墨烯纳米复合材料市场的现状进行分析。
石墨烯纳米复合材料的应用领域石墨烯纳米复合材料在各个领域都有广泛的应用。
在电子领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造高性能的晶体管、柔性显示器和导电膜。
在能源领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造高效的锂离子电池和超级电容器。
在材料领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造轻量化、高强度的复合材料。
在生物学领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造抗菌纺织品和生物传感器。
石墨烯纳米复合材料市场规模石墨烯纳米复合材料市场在过去几年呈现出良好的增长态势。
根据市场研究公司的数据，2019年全球石墨烯纳米复合材料市场规模达到了10亿美元，并预计在未来几年将以高于15%的复合年增长率增长。
该增长主要受到电子、能源和材料领域的需求推动。
石墨烯纳米复合材料市场的竞争格局石墨烯纳米复合材料市场目前存在着较为激烈的竞争。
全球各大石墨烯纳米复合材料生产商通过技术创新、合作伙伴关系和市场拓展来争夺市场份额。
目前市场上的主要竞争者包括X公司、Y公司和Z公司等。
这些公司在石墨烯纳米复合材料的研发、生产和销售方面具有较强的实力和竞争优势。
石墨烯纳米复合材料市场的挑战与机遇石墨烯纳米复合材料市场面临着一些挑战和机遇。
首先，石墨烯纳米复合材料的生产成本相对较高，限制了其广泛应用。
其次，在石墨烯纳米复合材料的大规模生产和商业化应用中仍存在一些技术和标准化问题。
然而，随着技术的进步和市场的扩大，这些挑战将逐渐被克服。
未来，石墨烯纳米复合材料市场将迎来更广阔的发展机遇。
结论石墨烯纳米复合材料市场目前正处于快速增长的阶段，拥有广泛的应用领域和潜在的市场需求。
虽然市场存在一些挑战，但随着技术的不断进步和市场的扩大，这些问题将逐渐得到解决。
石墨烯的应用
石墨烯的应用
石墨烯是一种具有单层碳原子排列成的二维晶格结构的材料，具有许多独特的物理、化学和机械性质，因此在多个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的石墨烯应用：
1.电子器件：由于石墨烯具有高电子迁移率、高载流子迁移率和优异的电导率，因此被广泛应用于电子器件中，如场效应晶体管（FET）、透明导电膜、逻辑电路等。
2.光学器件：石墨烯具有宽带隙和高吸收率的特点，可用于太阳能电池、光电探测器、激光器等光学器件中，提高光电转换效率和传感性能。
3.储能设备：石墨烯在锂离子电池、超级电容器等能量存储设备中具有重要应用。
其大表面积、高电导率和快速离子传输性能有助于提高能量密度和充放电速度。
4.传感器：石墨烯具有高比表面积和化学惰性，可用于气体传感器、生物传感器等传感器设备中，检测环境中的气体、生物分子等。
5.强化材料：石墨烯可以增强复合材料的力学性能，提高材料的强度、刚度和耐磨性，常用于航空航天、汽车制造、体育用品等领域。
6.生物医学：石墨烯在生物医学领域具有潜在应用，可用于药物输送、生物成像、组织工程等。
其生物相容性和表面修饰的可调控性使其成为生物医学材料的研究热点。
7.热管理：石墨烯具有优异的热导率和导热性能，可用于热界面材料、散热器、导热膏等热管理领域，提高热传递效率。
总的来说，石墨烯作为一种多功能的纳米材料，在电子学、光学、能源、生物医学和材料科学等领域都有着广泛的应用前景。
石墨烯纳米材料的制备和应用
石墨烯纳米材料的制备和应用石墨烯作为一种新材料，其性质与应用领域都备受瞩目。
石墨烯由单层的碳原子组成，其厚度只有纳米级，具有高强度、高导热、高导电等出色的物理化学特性。
石墨烯的研究正在飞速发展，并且在各种领域中出现了广泛的应用。
从医学、环保到电子、能源等各个领域都有石墨烯的身影。
本文将介绍石墨烯纳米材料的制备方法以及一些应用领域。
制备方法：为了获得单层的石墨烯片，科学家们目前主要使用两种方法实现，一种是机械剥离法，一种是化学气相沉积法。
机械剥离法是通过使用胶带等方法将石墨烯从石墨表面剥离下来。
这种方法虽然简单，但是很难精确控制石墨烯的尺寸和形状，也很难实现大规模制备。
化学气相沉积法则是将石墨烯前体化学气体喷入刻蚀过程中，通过化学反应析出石墨烯。
这种方法的好处是可以控制石墨烯的形状和尺寸，同时具有可伸缩性，也更适合量产。
除了上述两种方法，科学家们还在开发更多种方法，例如“氧化还原法”和“电化学剥离法”，这些方法可以实现更为精确的石墨烯制备和更广泛的应用。
应用领域：石墨烯的应用领域是非常广泛的。
下面将介绍石墨烯在几个热门领域的应用。
电子：石墨烯具有极高的导电性和导热性，适用于电子领域中的各种电路应用。
石墨烯可以被制成晶体管，这种晶体管不仅速度快，而且功耗低。
石墨烯的应用可以扩展到人工智能、虚拟现实等领域，实现更加智能化和高效的计算。
材料：石墨烯的高强度、耐腐蚀性和低密度使其成为材料领域的一种极佳选择。
在复合材料中，石墨烯可以提高材料的强度和耐用性。
在纳米复合材料中，纳米石墨烯的加入可以使其具有极高的导电和导热性。
能源：石墨烯的高导电性和导热性使其可以应用于能源领域中。
石墨烯纳米材料可以作为电极材料，用于制造更高效的锂离子电池和超级电容器。
同时，石墨烯还可以被用作太阳能电池的材料，以利用高效的光电转换效果。
医药：石墨烯也可以在医疗领域中得到应用。
石墨烯纳米材料可以被用作一种高效的药物载体，使药物更加准确地直接进入肿瘤细胞。
石墨烯纳米复合材料及其应用
石墨烯纳米复合材料及其应用石墨烯作为一种新型材料，其在纳米复合材料领域具有重要的应用价值。
石墨烯具有高的比表面积、高的导电性和热传导性，以及优异的机械性能和化学稳定性，这些特性为石墨烯纳米复合材料的制备和应用提供了广阔的空间。
石墨烯纳米复合材料是由石墨烯和其他材料组成的复合材料。
通过将石墨烯与其他材料（如聚合物、金属、陶瓷等）进行混合和纳米级分散，可以得到具有更加特殊性能的新材料。
这样的材料在许多领域有着广泛的应用，如智能手机屏幕、电池、传感器、导电材料等。
石墨烯纳米复合材料具有以下优点：1.高导电性：石墨烯作为导体，可以导电，并且具有很高的电导率。
与其他纳米复合材料相比，石墨烯纳米复合材料在导电性方面表现更为突出。
2.高强度：石墨烯具有优异的机械性能，其强度比钢材高200倍以上。
将石墨烯与其他材料混合制备纳米复合材料可以增加材料的机械强度。
3.高热导率：石墨烯的热导率非常高，比铜的导热率高出5倍以上，因此石墨烯纳米复合材料在制备导热材料时具有重要应用价值。
4.高比表面积：由于石墨烯的结构，其比表面积非常高，在纳米复合材料的制备中能够扮演着很好的填充剂的角色。
5.化学稳定性：石墨烯具有很好的化学稳定性，不易因为酸碱等化学物质的作用而发生变化，因此在生产过程中有着广泛应用价值。
石墨烯纳米复合材料的应用领域非常广泛。
一方面，石墨烯作为纳米材料，其优异的力学性能和高的导电性质使其适用于新型导电材料的制备。
例如，用石墨烯和聚合物混合制备的导电材料可以被应用于电子器件、智能手机屏幕等。
另一方面，石墨烯纳米复合材料也可以作为高强度、高导热材料的制备原料。
例如，将石墨烯与陶瓷混合，制备出的复合材料可以应用于高温环境下的传热设备，如烟气换热器、太阳能电池板等。
此外，石墨烯纳米复合材料还可以用于生产航空器、汽车、轮船等领域的轻质结构材料，这些材料除了具有高强度、高导热等优点，还具有非常好的化学稳定性和耐久性。
总之，石墨烯纳米复合材料是一种有着广泛应用价值的新型材料。
石墨烯纳米材料的制备与应用
石墨烯纳米材料的制备与应用石墨烯是一种由碳原子组成的一层厚度非常薄的二维碳材料，它具有极高的强度和导电性，也拥有许多其他令人惊奇的特性。
因此，石墨烯被广泛应用于生物学、电子学、光学、催化和其他领域的研究。
而在石墨烯的制备和应用中，纳米材料也扮演着十分重要的角色。
一、石墨烯的制备方式目前，石墨烯的制备方法主要分为机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法、去氧还原法和电化学法五种。
而其中，化学气相沉积法和化学剥离法是较为常用的两种方法。
化学气相沉积法是利用化学反应在基底上沉积石墨烯薄膜。
该方法可以得到单晶石墨烯，薄膜质量较好，但生产难度较高，且设备成本高。
化学剥离法是指采用各种方法在各种材料表面制备石墨烯的一种技术。
该方法成本较低，操作简单，但是石墨烯质量较差，难以控制其层数和晶体质量。
二、石墨烯纳米材料的制备方式目前，石墨烯纳米材料的制备方式主要包括机械法、物理法、化学法和生物学法四种。
机械法是指利用机械磨擦、高温等方法将石墨烯制备成纳米材料。
这种方法制备的纳米材料质量较高，但是生产效率较低，且成本较高。
物理法是指利用物理方法，如离子束雕刻、电子束雕刻等将石墨烯制备成纳米材料。
这种方法可以制备各种形状的纳米材料，但是成本较高，难度较大。
化学法是指利用化学反应将石墨烯制备成纳米材料。
这种方法操作简单，成本低廉，但是石墨烯质量较差，存在一定的毒性。
生物学法则是指利用生物学反应将石墨烯制备成纳米材料。
与化学法相比，该方法更为安全，但是生产效率较低，成本也较高。
三、石墨烯纳米材料的应用由于石墨烯纳米材料具有许多优异的特性，在各个领域都有广泛的应用。
在生物学领域中，石墨烯纳米材料可用于生物传感器的制备及生物医学成像等；在电子学领域中，石墨烯纳米材料可用于半导体材料、太阳能电池等的制备；在光学领域中，石墨烯纳米材料可制备光电器件；在化学领域中石墨烯纳米材料可用于催化反应。
此外，在纳米电子学中，石墨烯纳米材料还可以作为晶体管和其他电子元件的材料，其导电性及传输率远高于硅材料，这也为电子学的进一步发展提供了更广阔的空间。
石墨烯在纳米材料中的应用研究
石墨烯在纳米材料中的应用研究随着科技的不断发展，人们对材料的研究也越来越深入，如今，纳米材料的研究已经成为材料科学领域中的一个热门话题。
在纳米材料中，石墨烯作为一种新的材料，其应用非常广泛。
本文将对石墨烯在纳米材料中的应用研究进行探讨。
一、石墨烯概述石墨烯（Graphene）是一种新型的材料，由一层碳原子构成，具有很强的韧性和导电性。
因其独特的物理和化学性质，被广泛地应用于电子学、光学、包装材料等领域。
二、石墨烯在纳米材料中的应用1. 石墨烯复合材料石墨烯复合材料是指将石墨烯与其他材料混合，在其基础上制备出新的材料。
石墨烯在复合材料中的应用可以提高原材料的力学性能、导电性能等多重性能，常见的石墨烯复合材料有石墨烯/树脂复合材料、石墨烯/铜复合材料等。
2. 石墨烯纳米传感器石墨烯在纳米传感器中的应用是独有的，传感器可以应用在医学监测、环境评估以及化学传感等领域，其优点在于其高灵敏度、高准确性、以及高稳定性。
石墨烯在其基础上制备成的纳米传感器可以用于口腔干洗、药物检测等领域。
3. 石墨烯催化剂石墨烯作为一种催化剂，可以起到非常强的作用。
石墨烯材料的特殊形态，可以将其与金属催化剂、碳材料等制成石墨烯催化剂，这些催化剂暂时都被认为是非常有前景的，被广泛应用于工业化学反应、发电领域等。
4. 石墨烯纳米管石墨烯纳米管是一种纳米材料，具有非常好的机械、电学、光学、热学和化学性能，并被认为是下一代超导体原型。
石墨烯纳米管的应用在于将其作为纳米管阵列，用于制造微结构、晶体管以及量子器件。
三、石墨烯在纳米材料中的未来石墨烯在纳米材料中的应用前景非常广阔，可以在很多领域中发挥重要的作用。
石墨烯纳米技术的开发和研究对于人类社会产生了巨大的影响和贡献，未来研究的重点也将继续围绕石墨烯在纳米材料中的应用展开，同时，石墨烯所具有的杰出的性质也将会得到更广泛的应用和推广。
总之，石墨烯在纳米材料中的应用非常广泛，不仅可以提高材料的机械性能和导电性能，还可以应用于纳米传感器、催化剂、纳米管等领域。
石墨烯材料在纳米科技中的应用
石墨烯材料在纳米科技中的应用在当代科技中，有一种材料备受关注，那就是石墨烯。
石墨烯是由石墨单层组成的二维材料，由于其优异的电子、热学和力学性能，被认为是未来材料领域的重要发展方向之一。
特别是在纳米科技领域，石墨烯具有巨大的应用前景。
一、基础研究中的应用石墨烯作为一种新兴材料，其基础研究日益深入。
由于石墨烯的电子能带特性，石墨烯被广泛地用于制备新型的光电器件和传感器。
通过石墨烯的独特性能，科学家可以研究电子、光、热等波长的物理性质，为石墨烯的深入应用提供了坚实的基础。
二、纳米传感器的应用随着科技的不断发展，人们对于材料的性能要求也越来越高。
石墨烯作为一种新型纳米材料，在纳米传感器领域发挥着巨大的作用。
石墨烯传感器因其优异的电子、光学和机械特性，可以实现对于高灵敏度的气体、湿度、压力、生物分子等细小物质的检测。
这样的传感器在生物医学、环境监测、新能源等领域都有广泛的应用前景。
三、新型太阳能电池的应用由于石墨烯的独特性质，石墨烯还可以被用于制备新型的太阳能电池，这种电池拥有高效的光电转化性能。
使用石墨烯作为透明导电层，可以明显提高电池的光电转化效率和稳定性，并且石墨烯的可撕裂特性也可以降低生产成本。
因此，新型石墨烯太阳能电池具有重要的应用前景，并且在未来可以成为可再生能源的主要代表。
四、新型纳米器件的应用石墨烯具有高强度、高导电、高导热等优异性质，因此可以被广泛地用于制备新型纳米器件。
例如，通过在石墨烯表面加工纳米结构，可以制备出具有超大电容量和高电子迁移速率的石墨烯超级电容器。
此外，石墨烯还可以用于制备出各种新型纳米器件，例如石墨烯晶体管、石墨烯光电元件、石墨烯微波器件等。
总的来说，石墨烯作为一种新型材料，其应用十分广泛，未来石墨烯的应用前景十分看好。
虽然目前石墨烯的应用还处于起步阶段，但是相信随着科技的不断发展，石墨烯在纳米科技中的重要作用会越来越大。
纳米石墨烯的应用
纳米石墨烯的应用纳米石墨烯是一种新型的材料，是由石墨单层构成的二维晶体，它具有非常多的优秀特性，例如高导电性、高强度、高透明性和高导热性等等。
这些特性让纳米石墨烯有着广泛的应用前景，一些领域已经开始使用纳米石墨烯，同时也有很多领域还在研究中探索这种材料的应用。
一、电子行业纳米石墨烯的高导电性让它成为了电子行业的研究热点之一。
在过去的几年中，全球许多公司和科研人员都在探索如何利用纳米石墨烯提高电子设备的性能。
举个例子，石墨烯的制造商和技术提供商Grafoid Inc.已经开始研究利用纳米石墨烯来提高半导体器件的性能和寿命。
二、石油化工行业纳米石墨烯的高透明度和抗腐蚀性质使得它也在石油化工行业中得到了广泛应用，例如在油井勘探和管道防腐等领域，纳米石墨烯可以帮助提高工作效率和延长设备的使用寿命。
三、医疗行业纳米石墨烯在医疗领域也有着广泛的应用前景。
例如，在癌症治疗方面，纳米石墨烯可以作为药物载体，帮助药物溶解并准确定位到肿瘤组织，从而有效地治疗癌症。
此外，纳米石墨烯也可以用于生物传感器等医疗设备的制造。
四、环保行业纳米石墨烯在环保领域也有着广泛的应用前景。
例如，它可以用于净化水源和空气，并能有效去除有毒有害物质，从而改善人们的生活环境。
总之，纳米石墨烯具有非常多的优秀特性，这使得它在许多领域都有着广泛的应用前景。
尽管目前纳米石墨烯的研究还处于起步阶段，但随着科技快速发展和各领域对纳米石墨烯的需求增加，相信它的应用领域也会逐渐扩大，让更多人受益于这种新型材料带来的生活变化和飞速发展。
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石墨烯纳米材料及其应用二〇一七年十二月目录摘要 (3)1引言 (3)2石墨烯纳米材料介绍 (3)3石墨烯纳米材料吸附污染物 (5)3.1金属离子吸附 (5)3.2有机化合物的吸附 (6)4石墨烯在膜及脱盐技术上的应用 (8)4.1石墨烯基膜 (8)4.2采用石墨烯材料进行膜改进 (9)4.3石墨烯基膜在脱盐技术的应用 (10)5展望 (11)摘要石墨烯因为其独特的物理化学方面的性质，特别是其拥有较高的比表面积、较高的电导率、较好的机械强度和导热性，使其作为一种新颖的纳米材料赢得了越来越广泛的关注。
关键词：石墨烯；碳材料；环境问题；纳米材料1引言随着世界人口的增长，农业和工业生产出现大规模化的趋势。
空气，土壤和水生生态系统受到严重的污染；全球气候变暖等环境问题正在成为政治和科学关注的重点。
目前全球已经开始了解人类活动对环境的影响，并开发新技术来减轻相关的健康和环境影响。
在这些新技术中，纳米技术的发展已经引起了广泛的关注。
纳米材料由于其在纳米级尺寸而具有独特的性质，可用于设计新技术或提高现有工艺的性能。
纳米材料在水处理，能源生产和传感方面已经有了诸多应用，越来越多的文献描述了如何使用新型纳米材料来应对重大的环境挑战。
石墨烯引起了诸多研究人员的关注。
石墨烯是以sp2杂化连接的碳原子层构成的二维材料，其厚度仅为一个碳原子层的厚度。
这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、最有韧性的新型材料。
石墨烯具有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知力学强度最高的材料。
石墨烯还具有特殊的电光热特性，包括室温下高速的电子迁移率、半整数量子霍尔效应、自旋轨道交互作用、高理论比表面积、高热导率和高模量、高强度，被认为在单分子探测器、集成电路、场效应晶体管等量子器件、功能性复合材料、储能材料、催化剂载体等方面有广泛的应用前景。
在环境领域，石墨烯已被应用于新型吸附剂或光催化材料，其作为下一代水处理膜的构件，常用作污染物监测。
2石墨烯纳米材料介绍单层石墨烯属于单原子层紧密堆积的二维晶体结构（Fig.1）。
在石墨烯平面内，碳原子以六元环形式周期性排列，每个碳原子通过σ键与临近的三个碳原子相连，S 、Px 和Py 三个杂化轨道形成强的共价键合，组成sp 2杂化结构，具有120°的键角。
石墨烯可由石墨单层剥离而产生，最初是通过微机械剥离，使用胶带依次将石墨粘黏成石墨烯来实现。
Geim 和Novoselov 使用这种简单的方法生产出了原始的单层石墨烯薄片，使其获得了诺贝尔物理学奖。
然而，微机械法制备石墨烯需要巨大的能量，并且不能用于大规模使用石墨烯。
为了能够大规模生产石墨烯最常见的方法是通过SiC 的热分解或过渡金属上通过气相化学沉积（CVD ）合成石墨烯片。
CVD 已显示为最有前途，廉价，可扩展的方法，制备高品质的石墨烯。
较为成熟且应用最为广泛的一种石墨烯材料是氧化石墨烯（GO ）。
GO 是石墨烯的氧化形式，在石墨烯晶格中显示出较多的含氧官能团（羧基，羟基，羰基和环氧基）（Fig.1）GO 可以通过将石墨化学氧化成石墨氧化物并随后通过超声波进行剥离而产生。
用石墨生产GO 的最常见方法是1958年由Hummers 和Oman 首先开发的，涉及KMnO4作为从浓硫酸中提取氧化剂。
从那以后，提出了不同的反应来增加产量和减少有毒气体的排放，但KMnO 4仍然是GO 生产中使用最Fig. 1 石墨烯基纳米材料的结构和主要性能概述多的氧化剂。
3石墨烯纳米材料吸附污染物农业和工业活动的迅速增长导致释放到环境中的污染物数量急剧增加。
这些污染物性质各异，是一个重大的环境和公共卫生问题。
因此，为了有效地去除空气和水中的污染物，开发了诸多技术。
在这些技术中，吸附是一种从水环境中去除污染物的快速，廉价而且有效的途径。
吸附是污染物（被吸附物）通过物理化学相互作用被纳米材料（吸附剂）捕获的过程。
在此，本文描述了石墨烯基纳米材料作为吸附剂用于除去无机，有机和气体污染物。
此外，本文介绍了石墨烯材料作为吸附剂去除污染物的吸附机制和优缺点。
3.1金属离子吸附金属是一种常见的污染物，可以间接地进入水生环境和饮用水供应系统。
通常金属水污染主要来自自管道，焊接接头和管道材料的腐蚀。
因此，相关单位对有毒金属在水中浓度采取了严格的控制。
例如，美国环境保护局（EPA）的规定，饮用水中铜（Cu）和铅（Pb）的允许浓度分别为1.3 ppm和15 ppb。
通常，活性炭由于其对各种污染物具有优异的吸附能力而被用作高效的吸附剂。
但是由于活性炭的生产成本高，难以再生，所以活性炭的使用受到限制。
基于碳纳米管和石墨烯材料的碳质吸附剂已被开发作为常规吸附剂的替代品。
碳纳米材料已被选为建立新型吸附剂的平台，主要归于其高的表面积，无腐蚀性，表面可修饰性等。
对于碳纳米管，其吸附能力主要取决于碳纳米管本身的化学性质，表面积和氧官能团的数量。
金属离子吸附在碳纳米管表面的机制与金属离子和含氧基团之间的静电相互作用和吸附-沉淀有关。
这些含氧基团为碳纳米管表面提供了负的残余电荷。
与CNT相比，石墨烯基材料作为吸附剂的使用具备一下几个优点。
首先，单层石墨烯材料具有两个可用于吸附污染物的表面。
与此相反，碳纳米管内壁不易被吸附物吸附。
其次，GO可以通过石墨的化学剥离容易地合成，而不需要使用复杂的装置或金属催化剂制备。
因而得到的石墨烯材料不含催化剂残余物，不需要进一步的纯化步骤。
且就GO而言所制备的材料已经具有大量的含氧官能Fig.2采用石墨烯基材料作为吸附剂从水溶液中去除金属离子的主要策略。
（A ）吸附过程可以使用未改性的氧化石墨烯（GO ），石墨烯或还原的氧化石墨烯（rGO ）来进行; 吸附机理主要是由于带负电的GO 片材与带正电的金属离子之间的静电相互作用。
（B ）石墨烯片可以用磁性纳米颗粒官能化以提高吸附能力;由于GO 纳米复合材料具有磁性，金属离子可以通过磁引力从水中去除。
（C ）用有机分子改性石墨烯片可用于制备具有改善的有效性的石墨烯基吸附剂; 吸附机理归因于有机分子的螯合性质和石墨烯片材的吸附能力之间的协同作用。
团，不需要额外的酸处理来赋予GO 亲水性和反应性。
许多因素，如离子强度，pH 值，GO 的含氧基团的数量和天然有机物质的存在都会影响GO 的吸附能力。
例如，离子强度对吸附能力的影响可能是由于电解质（NaCl ，KCl 和NaClO 4）与GO 表面的金属离子之间的竞争造成的。
事实上，电解质的引入可能会影响水和颗粒的双电层，从而改变金属离子与GO 薄片结合的方式。
Wang 等人表明添加NaNO 3，NaCl 和KCl 后GO 对Zn （Ⅱ）的吸附能力下降。
相反，GO 对Cd （II ）和Co （II ）的吸附能力弱取决于NaClO 4浓度，而Pb （II ）的吸附不受离子强度变化的影响。
Fig.2说明了应用石墨烯相关材料作为吸附剂从水溶液中去除金属污染物的不同方法。
3.2有机化合物的吸附有机化合物吸附在碳纳米管表面上的机制已被Yang 和Xing 证明。
简言之，碳纳米管对有机化合物的吸附与五种不同的分子相互作用有关，包括静电相互作用，疏水效应，p-p键，氢键和共价键。
所描述的相同机制最终被用于了解石墨烯基材料对有机化合物的吸附。
当被吸附物带有官能团而吸附剂保持其带电表面时，静电相互作用是普遍的。
例如，GO在宽pH范围（6-10）上吸附阳离子染料如亚甲基蓝和甲基紫是通过静电GO与染料分子之间的相互作用。
相反，在相同的pH值范围内，GO 对阴离子染料（罗丹明B和橙G）的吸附效果不好。
由于两种材料中的羧基均带负电荷，因此可能在GO薄片和阴离子染料分子之间产生随后的静电排斥。
其他研究也显示了GO薄片有效地螯合阳离子染料，并且静电相互作用已被认为是重要的吸附机制。
当涉及吸附的元素含有官能团（例如胺，羟基和羧基）时，氢键相互作用起着重要的作用。
因此，已报道氢键被GO基材料（包括蒽甲醇，萘酚和1-萘胺）参与极性烃的吸附。
使用氢键形成来解释通过GO的化学还原获得的石墨烯片上双酚A的吸附。
在这种情况下，双酚A分子上的羟基和石墨烯片上剩余的氧化基团之间的氢键相互作用有关。
因为双酚A也含有芳香性质，所以在吸附过程中氢键可能与π-π堆积相互作用共存。
Beless等人比较了碳材料（活性炭，碳纳米管，氧化石墨烯和石墨烯）对多氯联苯（PCBs）同系物的吸附能力。
根据Langmuir，Freundlich和Polanyi-Manes 等温线，活性炭在所研究的吸附剂中对PCBs的吸附能力最高。
一般而言，即使原始石墨烯的吸附容量比GO和CNT稍高，但是发现三种纳米材料的吸附性能也较好。
总体而言，已经发现了多种石墨烯基材料作为环境吸附剂的应用。
然而，必须克服几个障碍。
首先，尽管石墨烯纳米材料已经表现出有效的吸附性能，但是与传统技术相比，它们最大的吸附容量仍然不确定。
另外，尽管石墨烯纳米材料可以通过化学剥离而容易地生产，但是应用于污染物吸附的大量石墨烯纳米所需的成本依旧很高。
4石墨烯在膜及脱盐技术上的应用4.1石墨烯基膜石墨烯尽管只有一个原子厚度，但是它的原始形式却是不可渗透的材料。
π轨道的离域电子云阻碍了石墨烯中芳香环中的间隙，有效地阻断了小分子的通过。
石墨烯的不渗透性使其可用作气体和液体渗透的屏障，或保护金属表面。
在水处理领域，石墨烯这一独特性质引发了石墨烯用于超薄石墨烯水分离膜设计的广泛工作。
两种策略已被探索使用石墨烯纳米材料在膜过程：纳米多孔石墨片和堆叠的GO 障碍（Fig.3）。
对纳米多孔石墨烯的研究证明的CNT 膜的潜力，由于石墨烯结构中水的独特行为，表现了非常高的渗透性。
石墨烯为水的快速流动提供了平滑的表面。
纳米多孔石墨烯膜引发CNT 膜中分两个方面：厚度和机械强度。
由于其单原子厚度，纳米多孔石墨烯代表了理想的膜屏障。
尽管CNT膜也可能具有类似的厚度，Fig.3两种石墨烯基膜的示意图。
（A ）纳米多孔石墨烯膜由具有限定孔径的纳米孔的单层石墨烯组成。
通过带电物质和孔隙之间的尺寸排阻和静电排斥来实现选择性。
（B ）由堆叠的GO 片材组成的膜。
在堆叠的GO 膜中，孔的尺寸由片材之间的层间距确定。
除了尺寸排阻和静电相互作用之外，堆叠的GO 膜的选择性也是由离子物质吸附到GO 片上引起的。