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氧化石墨烯(GO)在很宽的光谱范围内具有光致发光性质,同时也是高效的荧光淬灭剂。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光学性质和多样化的可修饰性,为石墨烯在光学、光电子学领域的应用提供了一个功能可调控的强大平台[6],其在光电领域的应用日趋***。氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)应用于光电传感,主要是作为电子给体或者电子受体材料。作为电子给体材料时,利用的是其在光的吸收、转换、发射等光学方面的特殊性质,作为电子受体材料时,利用的是其优异的载流子迁移率等电学性质。本书前面的内容中对氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(RGO)的电学性质已经有了比较详细的论述,本章在介绍其在光电领域的应用之前,首先对相关的光学性质部分进行介绍。GO的生物毒性除了有浓度依赖性,还会因GO原料的不同而呈现出毒性数据的多样性。哪些氧化石墨销售厂

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氧化石墨烯(GO)是一种两亲性材料,在生理条件中一般带有负电荷,通过对GO的修饰可以改变电荷的大小,甚至使其带上正电荷,如利用聚合物或树枝状大分子等聚阳离子试剂。在细胞中,GO可能会与疏水性的、带正电荷或带负电荷的物质进行相互作用,如细胞膜、蛋白质和核酸等,因此会诱导GO产生毒性。因此在本节中,我们主要探讨GO在细胞(即体外)和体内试验中产生已知的毒性效应,以及产生毒性的可能原因。石墨烯材料的结构特点主要由三个参数决定:(a)层数、(b)横向尺寸和(c)化学组成即碳氧比例)。改性氧化石墨性能氧化石墨正式名称为石墨氧化物或被称为石墨酸,是一种由物质量之比不定的碳、氢、氧元素构成的化合物。

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解决GO在不同介质中的解理和分散等问题是实现GO广泛应用的重要前提。此外,不同的应用体系往往要不同的功能体现和界面结合等特征,故而要经常对GO表面进行修饰改性。GO本身含有丰富的含氧官能团,也可在GO表面引入其他功能基团,或者利用GO之间和GO与其它物质间的共价键或非共价键作用进行化学反应接枝其他官能团。由于GO结构的不确定性,以上均属于一大类复杂的GO化学,导致采用化学方式对GO进行修饰与改性机理复杂化,很难得到结构单一的产品。尽管面临诸多难以解释清楚的问题,但是对GO复合材料优异性能的期望使得非常必要总结对GO进行修饰改性的常用方法和技术,同时也是氧化石墨烯相关材料应用能否实现稳定、可控规模化应用的关键。

RGO制备简单、自身具有受还原程度调控的带隙,可以实现超宽谱(从可见至太赫兹波段)探测。氧化石墨烯的还原程度对探测性能有***影响,随着氧化石墨烯还原程度的提高,探测器的响应率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基础上,研究者开始尝试使用还原氧化石墨烯制备类似结构的光电探测器。对于RGO-Si器件,带间光子跃迁以及界面处的表面电荷积累,是影响光响应的重要因素[72]。2014年,Cao等[73]将氧化石墨烯分散液滴涂在硅线阵列上,而后通过热处理对氧化石墨烯进行热还原,制得了硅纳米线阵列(SiNW)-RGO异质结的室温超宽谱光探测器。该探测器在室温下,***实现了从可见光(532nm)到太赫兹波(2.52THz,118.8mm)的超宽谱光探测。在所有波段中,探测器对10.6mm的长波红外具有比较高的光响应率可达9mA/W。扫描隧道显微镜照片表明,在氧化石墨中氧原子排列为矩形。

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由于较低的毒性和良好的生物相容性,石墨烯材料在细胞成像方面**了一股研究热潮。石墨烯及其衍生物本身具有特殊的平面结构和光学性质,或者经过荧光染料分子标记之后,可用于体外细胞与***光学成像[63-66],使其在**显像和***方面具有很大的应用前景。Dai课题组[67]***利用纳米尺寸的聚乙二醇功能化氧化石墨烯(GO-PEG)的近红外发光性质用于细胞成像。他们将抗体利妥昔单抗(anti-CD20)与纳米GO-PEG共价结合形成纳米GO-PEG-anti-CD20,然后将纳米GO-PEG和纳米GO-PEG-anti-CD20与B细胞或T细胞在培养液中4℃培养1h,培养液中纳米GO-PEG的浓度大约为0.7mg/ml,结果发现B细胞淋巴瘤具有强荧光,而T淋巴母细胞的荧光强度则很弱。另外,通过对GO进行80℃热处理17天后,再利用200W的超声对GO溶液处理2h,得到的GO在紫外光(266–340nm)的照射下显示出蓝色荧光。GO具有独特的电子结构性能,可以通过荧光能量共振转移和非辐射偶极-偶极相互作用能有效猝灭荧光体。制备氧化石墨常见问题

氧化石墨烯的表面官能团与水中的金属离子反应形成复杂的络合物。哪些氧化石墨销售厂

氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能团含有孤对电子,可作为配位体与具有空的价电子轨道的金属离子发生络合反应,生成不溶于水的络合物,从而有效去除溶液中的金属离子。Madadrang等45制得乙二胺四乙酸/氧化石墨烯复合材料(EDTA-GO),通过研究发现其对金属离子的吸附机制主要为络合反应,即氧化石墨烯的表面官能团与水中的金属离子反应形成复杂的络合物,具体过程如图8.7所示,由于形成的络合物不溶于水,可通过沉淀等作用分离去除水中的金属离子。哪些氧化石墨销售厂

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