GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭議。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過尺寸篩分以及帶電的目標(biāo)分離物與納米孔之間的靜電排斥機(jī)理實(shí)現(xiàn)分離,，如圖8.3所示。氧化石墨烯膜的分離通道主要由兩部分構(gòu)成：1）氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構(gòu)形成的半圓柱孔道,；2）氧化石墨烯分離膜片層之間的空隙,。除此之外，由氧化石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷引起的納米孔道對于水分子的傳輸提供了額外的通道19-22,。Mi等23研究認(rèn)為干態(tài)下通過真空過濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3 nm。石墨烯在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù),。附近氧化石墨類型
盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光,，但有趣的是它也可以淬滅熒光。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身,，正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性,、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的。眾所周知,，石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,，同樣的，在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光,，如染料分子,、共軛聚合物、量子點(diǎn)等,，而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進(jìn)一步的提升,。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率，研究表明,，熒光淬滅特性來自于GO,、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合。綠色氧化石墨售價(jià)氧化石墨仍然保留石墨母體的片狀結(jié)構(gòu),，但是兩層間的間距(約0.7nm)大約是石墨中層間距的兩倍,。
利用化學(xué)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(dá)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(dá)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(shí)驗(yàn)表明,，GO膜在干燥狀態(tài)下是真空壓實(shí)的，但作為分子篩浸入水中后,，能夠阻擋所有水合半徑大于0.45 nm的離子,，半徑小于0.45 nm的離子滲透速率比自由擴(kuò)散高出數(shù)千倍,，且這種行為是由納米毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)引起的。異?？焖贊B透歸因于毛細(xì)管樣高壓作用于石墨烯毛細(xì)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(yīng)用價(jià)值。
氧化石墨烯經(jīng)還原處理后,，對于提高其導(dǎo)電性,、比表面等大有裨益，使得石墨烯可以應(yīng)用于對于導(dǎo)電性,、導(dǎo)熱性等要求更高的應(yīng)用中,。在還原過程，含氧官能團(tuán)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(yīng)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(jìn)行適當(dāng)?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(jìn)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(jìn)行熱還原處理提高了氧化石墨烯的熱學(xué)性能，賦予了氧化石墨烯材料熱管理方面的應(yīng)用,。氧化石墨能夠應(yīng)用在交通運(yùn)輸,、建筑材料、能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域,。
在推動(dòng)以氧化石墨烯為載體的新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)前,，勢必會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)：（1）優(yōu)化氧化石墨烯的制備方法及生產(chǎn)工藝，使其具有可重復(fù)性,，并能精確控制氧化石墨烯的尺寸和質(zhì)量,；（2）比較好使用劑量的摸索，找到以氧化石墨烯為載體的療效和毒性之間的平衡點(diǎn),；（3）其他表面修飾劑的開發(fā),，需具有良好生物相容性且修飾后的氧化石墨烯能在短時(shí)間內(nèi)被生物體；（4）毒理學(xué)方法的進(jìn)一步規(guī)范,，系統(tǒng)闡明以氧化石墨烯為載體的潛在毒性,；（5）體內(nèi)外模型的建立，評價(jià)氧化石墨烯的生物相容性,，使其能更好地轉(zhuǎn)化到臨床,。此外，以氧化石墨烯為載體的在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用時(shí),，還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響,，是否可能導(dǎo)致潛在的人體暴露和環(huán)境污染問題,，這些有待于進(jìn)一步研究。 氧化石墨烯是有著非凡價(jià)值的新材料,，將會(huì)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用,。關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制，研究者也有不同的觀點(diǎn),，目前仍沒有定論,。附近氧化石墨類型
當(dāng)超過某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯。附近氧化石墨類型
在氧化石墨烯的納米孔道中,，分布著氧化區(qū)域和納米sp2雜化碳區(qū)域,，水分子在通過氧化區(qū)域時(shí)能夠與含氧官能團(tuán)形成氫鍵，從而增加了水流動(dòng)阻力,，而在雜化碳區(qū)域水流阻力很小。芳香碳網(wǎng)中形成的大多數(shù)通路被含氧官能團(tuán)有效阻擋,，從而分離海水中Na+和Cl-等小分子物質(zhì)12, 13,。相比于其他納米材料，GO為快速水輸送提供了較多優(yōu)越性能,，如光滑無摩擦的表面,，超薄的厚度和超高的機(jī)械強(qiáng)度，所有這些特性都提高了水的滲透性,。前超濾膜,、納濾膜、反滲透膜等膜技術(shù),，已經(jīng)成功地應(yīng)用到水處理的各個(gè)領(lǐng)域,，引起越來越多的企業(yè)家和科學(xué)家的關(guān)注8-11。GO薄膜在海水淡化領(lǐng)域的應(yīng)用主要是去除海水中的鹽離子,，探究GO薄膜的離子傳質(zhì)行為具有更為重要的實(shí)用意義,。附近氧化石墨類型