石墨烯的主要制备方法
目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、电化学法等。以化学气相沉积法(CVD)为例:所谓CVD法,指的是反应物质于气态条件下产生化学反应,进而在加热固态基体表生成固态物质,从而实现固体材料的制成的工艺技术】。目前,以CVD法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中,通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面,进而形成石墨烯,再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离,从而获得石墨烯薄膜。该薄膜处于透光率为80%的状态下时其导电率便高达1.1×106S/m。通过CVD法可制备出大面积高质量石墨烯,但单晶镍价格则过于昂贵,该方法可满足高质量、规模化石墨烯的制备要求,但工艺复杂,成本高,使得该方法的广泛应用受到限制。
氧化石墨烯的制备是什么?
氧化石墨烯的制备是制作氧化石墨烯。氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物,一般用GO表示,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。生物方面GO以独特的机械、电子、光学性质使其在生物技术、生物医学工程、纳米医学、肿瘤治疗、组织工程、药物释放、生物成像和生物分子传感等方面都发挥了巨大的作用。与其它球形或平面形纳米材料相比,GO比表面积大、强度高、易修改、并且具有良好的生物相容性。GO及其烯衍生物的尺寸、表面电荷、层数、横向尺寸和表面化学等参数都会对生物系统产生相应的影响,因此GO的生物安全问题使其在临床应用上造成了一定的限制,包括它们的细胞毒性、体内毒性,遗传毒性及在某些器官(如肺和肝脏)中的生物蓄积性都有待进一步研究。随着材料科学的发展,我们必将运用毒性低、生物相容性更好的材料来修饰GO,从而制备出性质稳定、结构明确、安全无毒的GO,使其作为安全有效的医用材料进入更为广阔的临床研究之中。