石墨烯的功能化及其相关应用


发布时间:

2021-09-15

目前,石墨烯的功能化研究才刚刚开始,从功能化方法来看,主要分为共价键功能化和非共价键功能化两种。本文重点介绍了石墨烯功能化的主要进展和相关应用,并展望了今后的研究方向,那么下面一起了解下石墨烯的功能化及其相关应用吧!

  目前,石墨烯的功能化研究才刚刚开始,本文重点介绍了石墨烯功能化的主要进展和相关应用,从功能化方法来看,主要分为共价键功能化和非共价键功能化两种。并展望了今后的研究方向,那么下面一起了解下石墨烯的功能化及其相关应用吧!

  石墨烯的共价功能化

  石墨烯的共价键功能化目前正在研究比较广泛的功能化方法。但边缘和缺陷部位具有很高的反应活性,石墨烯氧化物可以通过化学氧化制备。由于石墨烯氧化物含有大量活性基团,石墨烯的主要部分由稳定的六元环组成,如羧基、羟基和环氧键,因此可以使用多种化学反应进行石墨烯的共价功能化。

  石墨烯的有机小分子功能化

  石墨烯氧化物及其功能化衍生物的溶解性很好,但氧气官能团的引入破坏了石墨烯的大硼共木结构,导致导电性能和其他性能明显下降。

  石墨烯的高分子功能化

  用不同的有机小分子使石墨烯功能化,因此,Ye等人采用共聚方法制备了双亲性聚合物功能化石墨烯。可以得到水溶性或有机溶解的石墨烯。然后还原为溴化钠,得到了相对完整的石墨烯。接下来,在自由基引发剂过氧化邻(B PO)的作用下,他们先使用化学氧化和超声波剥离手段制造石墨烯氧化物,使用苯乙烯和丙烯胺与石墨烯进行化学共聚,得到了聚苯乙烯-聚丙烯酰胺。

  聚苯乙烯和聚丙烯胺分别在非极性溶剂和极性溶剂中具有较高的溶解性,将PS-PAM功能化的石墨烯作为添加剂均匀分散在各种聚合物中,因此石墨烯既能溶解水,也能溶解12甲苯。该方法进一步提高了石墨烯的溶解性,在聚合物复合材料等领域具有良好的应用前景。

  基于共价功能化的石墨烯混合材料

  石墨烯的共价键功能化不仅可以提高石墨烯的溶解性,研究了强吸光器团卟啉对石墨烯的共价键功能化。卟啉是广泛使用的电子载体,石墨烯是优秀的电子受体,还可以通过化学杂交引入新的官能团,获得具有特殊功能的新杂化材料。将含有氨基的TPP(TPP)和石墨烯氧化物结合在一起,头次获得了具有分子内给药体-受体(Donor-Acceptox)结构的卟啉。

  检查结果表明,他们还研究了C60共价键功能化的石墨烯杂化材料,石墨烯和锰之间发生了明显的电子和能量迁移,这种杂化材料具有良好的非线性光学特性。大大提高了非线性光学性质。石墨烯的非共价功能化

  除共价键功能化外,-相互作用、离子键、氢键等非共价键作用还能使修饰分子表面功能化石墨烯,形成稳定的分散体系。

  石墨烯的乌键功能化

  在利用化学氧化法制备石墨烯的过程中,通常先制备石墨烯氧化物,然后通过化学还原或高温焙烧获得石墨烯材料。石墨烯氧化物在水中的溶解性很好,但其还原物很容易聚集和重新分散。

  石墨烯的氢键功能化

  氢键是比较强的非共价键,因此可以利用氢键使石墨烯氧化物功能化,石墨烯氧化物的表面有大量羧基和羟基等极性基团,容易与其他物质氢键相互作用。

  氢键功能化不仅可以用来提高石墨烯的溶解性,利用氢键作用将抗肿瘤药物盐酸阿霉素装入石墨烯。这些系统系统系统地研究了该系统的氢键种类和形成方式。由于盐酸阿霉素阿霉素含有羧基和羟基等基团,还可以利用氢键来达到石墨烯上有机分子的负载。氧化物的羧基和羟基之间形成多种氢键。如表1所示,随着PH值的变化,氢键的种类也发生变化。

  功能化石墨烯的相关应用

  功能化不仅可以提高溶解性,还可以赋予石墨烯新的性质,使其在聚合物复合材料、光电功能材料、零部件、生物医药等领域具有良好的应用前景。

  聚合物复合材料

  基聚合物复合材料是石墨烯走向实际应用的重要方向。适合开发高性能聚合物复合材料。他们先将异氰酸酯冷却石墨烯均匀分散到聚苯乙烯气体中,然后用二甲还原,石墨烯具有优异的性能和低廉的成本,功能化的石墨烯可以用溶液、GATO等常用方法处理,成功还原了石墨烯的本征性。其导电性的临界含量仅为0.1%。

  以上介绍的就是石墨烯的功能化及其相关应用,如需了解更多,可随时联系我们!