黑龍江改性氧化石墨

石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導體材料形成異質(zhì)結(jié)，如硅[64][65][66]，鍺[67]，氧化鋅[68]，硫化鎘[69]、二硫化鉬[70]等。其中，石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***、光電轉(zhuǎn)換效率比較高（AM1.5）的一類光電器件。基于硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器（SGPD），獲得了極高的光伏響應[71]。相比于光電流響應，它不會因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗?；诨瘜W氣象沉積法（CVD）生長的石墨烯光電探測器有很多其獨特的優(yōu)點。首先有極高的光伏響應，其次有極小的等效噪聲功率可以探測極微弱的信號，常見的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。靜電作用的強弱與氧化石墨烯表面官能團產(chǎn)生的負電荷相關(guān)。黑龍江改性氧化石墨

氧化石墨烯（GO）與石墨烯的另一個區(qū)別是在吸收紫外/可見光后會發(fā)出熒光。通?？梢栽诳梢姽獠ǘ斡^測到兩個峰值，一個在藍光段（400-500nm），另一個在紅光段（600-700nm）。關(guān)于氧化石墨烯發(fā)射熒光的機理，學界仍有爭論。此外，氧化石墨烯的熒光發(fā)射會隨著還原的進行逐漸變化，在輕度化學還原過程中觀察到GO光致發(fā)光光譜發(fā)生紅移，這一發(fā)現(xiàn)與其他人觀察到的發(fā)生藍移的現(xiàn)象相矛盾。這從另一個方面說明了氧化石墨烯結(jié)構(gòu)的復雜性和性質(zhì)的多樣性。黑龍江改性氧化石墨同時具有良好的生物相容性，超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進行加工。

氧化石墨烯經(jīng)還原處理后，對于提高其導電性、比表面等大有裨益，使得石墨烯可以應用于對于導電性、導熱性等要求更高的應用中。在還原過程，含氧官能團的去除和控制過程本身也可成為石墨烯改性的一種方式，根據(jù)還原方式的不同得到的石墨烯也具有不同的特性和應用場景。例如，通過熱還原方式得到的還原氧化石墨烯結(jié)構(gòu)、形貌、組分可通過還原條件進行適當?shù)恼{(diào)控。Dou等1人介紹了在氬氣流下在1100-2000°C的溫度范圍內(nèi)進行熱處理得到的石墨烯結(jié)構(gòu)和吸附性能的研究。所得到石墨烯粉體材料的表面積增加至超過起始前驅(qū)體材料四倍，對氧化石墨烯進行熱還原處理提高了氧化石墨烯的熱學性能，賦予了氧化石墨烯材料熱管理方面的應用。

氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在光電傳感領(lǐng)域的應用，其基本依據(jù)是本章前面部分所涉及到的各種光學性質(zhì)。氧化石墨烯因含氧官能團的存在具備了豐富的光學特性，在還原為還原氧化石墨烯的過程中，不同的還原程度又具備了不同的性質(zhì)，從結(jié)構(gòu)方面而言，是其SP2碳域與SP3碳域相互分割、相互影響、相互轉(zhuǎn)化帶來了如此豐富的特性。也正是這些官能團的存在，使得氧化石墨烯可以方便的采用各種基于溶液的方法適應多種場合的需要，克服了CVD和機械剝離石墨烯在轉(zhuǎn)移和大面積應用時存在的缺點，也正是這些官能團的存在，使其便于實現(xiàn)功能化修飾，為其在不同場景的應用提供了一個廣闊的平臺。石墨烯以優(yōu)異的聲、光、熱、電、力等性質(zhì)成為各新型材料領(lǐng)域追求的目標。

在光通信領(lǐng)域，徐等人開發(fā)了飛秒氧化石墨烯鎖模摻鉺光纖激光器，與基于石墨烯的可飽和吸收體相比，具有性能有所提升，并且具有易于制造的優(yōu)點[95]，這是GO/RGO在與光纖結(jié)合應用**早的報道之一。在傳感領(lǐng)域，Sridevi等提出了一種基于腐蝕布拉格光柵光纖（FBG）外加GO涂層的高靈敏、高精度生化傳感器，該方法在檢測刀豆球蛋白A中進行了試驗[96]。為了探索光纖技術(shù)和GO特性結(jié)合的優(yōu)點，文獻[97]介紹了不同的GO涂層在光纖樣品上應用的特點，還分析了在傾斜布拉格光柵光纖FBG（TFBG）表面增加GO涂層對折射率（RI）變化的影響，論證了這種構(gòu)型對新傳感器的發(fā)展的適用性。圖9.14給出了歸一化的折射率變化數(shù)據(jù)，顯示了這種構(gòu)型在多種傳感領(lǐng)域應用的可能。石墨烯具有很好的電學性質(zhì)，但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導體)。開發(fā)氧化石墨改性

GO具有獨特的電子結(jié)構(gòu)性能，可以通過熒光能量共振轉(zhuǎn)移和非輻射偶極-偶極相互作用能有效猝滅熒光體。黑龍江改性氧化石墨

利用化學交聯(lián)和物理手段調(diào)控氧化石墨烯基膜片上的褶皺和片層間的距離是制備石墨烯基納濾膜的主要手段。由于氧化石墨烯片層間隙距離小，Jin等24利用真空過濾法在石墨烯片層間加入單壁碳納米管（SWCNT），氧化石墨烯片層間的距離明顯增加，水通量可達到6600-7200L/（m2.h.MPa），大約是傳統(tǒng)納濾膜水通量的100倍，對于染料的截留率達到97.4%-98.7%。Joshi等25研究了真空抽濾GO分散液制備微米級厚度層狀GO薄膜的滲透作用。通過一系列實驗表明，GO膜在干燥狀態(tài)下是真空壓實的，但作為分子篩浸入水中后，能夠阻擋所有水合半徑大于0.45nm的離子，半徑小于0.45nm的離子滲透速率比自由擴散高出數(shù)千倍，且這種行為是由納米毛細管網(wǎng)絡引起的。異?？焖贊B透歸因于毛細管樣高壓作用于石墨烯毛細管內(nèi)部的離子。GO薄膜的這一特性在膜分離領(lǐng)域具有非常重要的應用價值。黑龍江改性氧化石墨