氧化石墨烯的应用.ppt

氧化石墨烯的应用 氧化石墨烯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领域 因此氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点 分析检测领域 改性聚合物材料 生物医药方面 光电相关 1 分析检测领域的应用 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 除了蛋白质 核酸 葡萄糖等生物分子的检测 基于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 以上是接于石墨稀电化学方面的性质的传感器应用 而另一方面 石墨稀的结构使其对突光有很强的粹灭作用 甚于此 其与量子点或染料的复合可被用于DNA 凝血酶等的检测 2 改性聚合物材料 除了电学性能优异外 石墨烯的拉伸模量 1 01TPa 和极限强度 116GPa 与单壁碳纳米管 SWCNT 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 掀起了氧化石墨烯应用研究的热潮 目前氧化石墨烯 聚合物复合材料应用领域涵盖了能源行业的燃料电池用储氢材料 合成化学工业的微孔催化剂载体 导电塑料 导电涂料以及建筑行业的防火阻燃材料等方面 3 生物医药方面的应用 石墨烯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100mg 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 4 光电相关应用 石墨稀高的比表面积 优异的导电性 光透过性等突出的性质 使人们相信 其在电学相关领域可以发挥很好的应用价值 基于石墨稀的场效应晶体管 FET 尺寸较大的石墨稀 10 1110由于其零能隙的特点 其在300K的开关比仅30上下 并不适用于场效应晶体管为解决这一问题 后续发展了若干制备尺寸较窄 边缘平整的石墨烯纳米带 Graphenenanoribbons GNRs 的方法来得到有能隙的石墨稀产物 以提高其幵关比 石墨稀在光伏器件中的应用由于石墨烯本身所具有的优异的导电性 光透过性以及高的比表面积 有关石墨烯在光伏器件方而的应用也有很多 主要有透明电极 电子受体 光吸收剂等 其中透明电极是研究较多的一块 石墨稀在锂离子电池中的应用使用共沉淀法制备了石墨烯 憐酸铁锂复合材料 其在0 2C的放电比容量达160mA h g 接近磷酸铁裡的理论最高容量 170mA h g 同吋石墨稀的引入可以改善磷酸酸铁锂本身导电性不佳以及负极材料在高放电电流时的比容量和电化学稳定性 5 光催化中的应用 利用氧化石墨烯制备光催化剂进