化学词典石墨烯氧化物是什么?石墨烯氧化物是通过氧化石墨获得的层状材料。烟浓酸溶液处理后,体相石墨, 石墨烯层氧化成亲水石墨烯氧化物,氧化前石墨层间距为3.35Å 增加到7~10 Å,石墨烯氧化物片层结构在水中加热或超声剥离过程中容易形成分离。
石墨烯氧化物的组成
XPS、红外光谱(IR)、固体核磁共振谱(NMR)表征结果表明,石墨烯氧化物含有大量的含氧官能团, 包括羟基、环氧官能团、基、羧基等。
羟基和环氧官能团主要位于石墨的基面, 而石墨烯边缘处的基础和羧基。
石墨烯氧化物的反应
石墨烯的氧化通常被认为是通过形成环氧树脂(epoxy)实现中间体。 环氧基团之间的协同作用使环氧基团倾向于排列形成线性环氧链(epoxy chain),由此产生的应力C-C关键断裂,最后拉开石墨片(unzip)氧化。
基于第一原理的计算结果,李振宇等科学家提出,石墨烯表面形成环氧链后,环氧链容易进一步氧化(epoxy pairs),环氧对可在室温下反应形成碱对,导致石墨烯切割,因此环氧对的产生是石墨烯氧化的关键过程。
由于石墨烯氧化物中含有大量的含氧官能团,因此具有亲水性,可高度分散在水溶液或其他有机溶剂中,可通过还原去氧反应或简单的加热处理转化为石墨烯。

应用石墨烯氧化物
石墨烯氧化物是大规模制备石墨烯材料的另一种有效途径,因为石墨烯氧化物可以通过氧化石墨材料的过程大量高效地制备。
另一方面, 溶液分散的石墨烯氧化物可与聚合物和其他材料混合,形成复合材料系统,具有优异的力学和电学性能。(编辑:YD)
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