開發(fā)氧化石墨粉體

太赫茲技術(shù)可用于醫(yī)學診斷與成像、反恐安全檢查、通信雷達、射電天文等領(lǐng)域，將對技術(shù)創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展以及**等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。作為極具發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)，2004年，美國**將THz科技評為“改變未來世界的**技術(shù)”之一，而日本于2005年1月8日更是將THz技術(shù)列為“國家支柱**重點戰(zhàn)略目標”**，舉全國之力進行研發(fā)。傳統(tǒng)的寬帶THz波可以通過光整流、光電導天線、激光氣體等離子體等方法產(chǎn)生，窄帶THz波可以通過太赫茲激光器、光學混頻、加速電子、光參量轉(zhuǎn)換等方法產(chǎn)生。GO制備簡單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙，可以實現(xiàn)超寬譜（從可見至太赫茲波段）探測。開發(fā)氧化石墨粉體

所采用的石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成GO的方法不同，因此導致所合成出來的GO片的大小、片層厚度、氧化程度（含氧量）、表面電荷和表面所帶官能團等不同。GO的生物毒性除了有濃度依賴性，還會因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性，甚至結(jié)論相互矛盾[2-9]。此外，GO可能與毒性測試中的試劑相互作用，從而影響細胞活性試驗數(shù)據(jù)的有效性，使其產(chǎn)生假陽性結(jié)果。如：Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn)，在細胞活性試驗中利用四甲基偶氮唑鹽（MTT）試劑與GO作用，GO的存在可以減少藍色產(chǎn)物的形成。因為在活細胞中，當MTT減少時就說明有同一種顏色產(chǎn)物的生成。因此，基于MTT法試驗未能體現(xiàn)出GO的細胞毒性。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8（臺酚藍除外），就能對活細胞和死細胞的數(shù)量進行精確的評估。常規(guī)氧化石墨導熱膜石墨烯在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù)。

當前社會的快速發(fā)展造成了嚴重的重金屬離子污染，重金屬離子毒性大、分布廣、難降解，一旦進入生態(tài)環(huán)境，嚴重威脅人類的生命健康。目前，含重金屬離子廢水的處理方法主要有化學沉淀法、膜分離法、離子交換法、吸附法等等。而使用納米材料吸附重金屬離子成為當前科研人員的研究熱點。相對活性炭、碳納米管等碳基吸附材料，氧化石墨烯的比表面積更大，表面官能團（如羧基、環(huán)氧基、羥基等）更為豐富，具有很好的親水性，可以與金屬離子作用富集分離水相中的金屬離子；同時，氧化石墨烯片層可交聯(lián)極性小分子或聚合物制備出氧化石墨烯納米復合材料，吸附特性更加優(yōu)異。

在氧化石墨烯的納米孔道中，分布著氧化區(qū)域和納米sp2雜化碳區(qū)域，水分子在通過氧化區(qū)域時能夠與含氧官能團形成氫鍵，從而增加了水流動阻力，而在雜化碳區(qū)域水流阻力很小。芳香碳網(wǎng)中形成的大多數(shù)通路被含氧官能團有效阻擋，從而分離海水中Na+和Cl-等小分子物質(zhì)12,13。相比于其他納米材料，GO為快速水輸送提供了較多優(yōu)越性能，如光滑無摩擦的表面，超薄的厚度和超高的機械強度，所有這些特性都提高了水的滲透性。前超濾膜、納濾膜、反滲透膜等膜技術(shù)，已經(jīng)成功地應用到水處理的各個領(lǐng)域，引起越來越多的企業(yè)家和科學家的關(guān)注8-11。GO薄膜在海水淡化領(lǐng)域的應用主要是去除海水中的鹽離子，探究GO薄膜的離子傳質(zhì)行為具有更為重要的實用意義。氧化石墨烯（GO）的厚度只有幾納米，具有兩親性。

GO膜在水處理中的分離機理尚存在諸多爭議。一種觀點認為通過尺寸篩分以及帶電的目標分離物與納米孔之間的靜電排斥機理實現(xiàn)分離，如圖8.3所示。氧化石墨烯膜的分離通道主要由兩部分構(gòu)成：1）氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構(gòu)形成的半圓柱孔道；2）氧化石墨烯分離膜片層之間的空隙。除此之外，由氧化石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷引起的納米孔道對于水分子的傳輸提供了額外的通道19-22。Mi等23研究認為干態(tài)下通過真空過濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3nm。氧化石墨可以用于提高環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。寧波關(guān)于氧化石墨

氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm。開發(fā)氧化石墨粉體

氧化石墨烯經(jīng)還原處理后，對于提高其導電性、比表面等大有裨益，使得石墨烯可以應用于對于導電性、導熱性等要求更高的應用中。在還原過程，含氧官能團的去除和控制過程本身也可成為石墨烯改性的一種方式，根據(jù)還原方式的不同得到的石墨烯也具有不同的特性和應用場景。例如，通過熱還原方式得到的還原氧化石墨烯結(jié)構(gòu)、形貌、組分可通過還原條件進行適當?shù)恼{(diào)控。Dou等1人介紹了在氬氣流下在1100-2000°C的溫度范圍內(nèi)進行熱處理得到的石墨烯結(jié)構(gòu)和吸附性能的研究。所得到石墨烯粉體材料的表面積增加至超過起始前驅(qū)體材料四倍，對氧化石墨烯進行熱還原處理提高了氧化石墨烯的熱學性能，賦予了氧化石墨烯材料熱管理方面的應用。開發(fā)氧化石墨粉體