Modifikation der Oberflächenfunktionalisierung von Graphen und Graphenoxid

Zusammenfassung: Graphen und Graphenoxid sind aufgrund spezieller elektronischer, optischer und mechanischer Leistungen zu den aktuellen Brennpunkten der wissenschaftlichen Forschung geworden. Der Schwerpunkt der letzten Jahre wird in diesem Artikel auf den Forschungsfortschritt der Oberfläche von Graphen und Graphenoxid-Funktionsmodifikationen gelegt. Zunächst werden die Grundstruktur von Graphen und Graphenoxid sowie die Natur vorgestellt. Und dann wird die Oberflächenfunktionalisierung in nichtkovalente Bindungen, kombinierte Modifikation, kovalente Bindung und Elementdotierungsmodifikation unterteilt. Die nichtkovalente Funktionalisierung der Modifikation kann in vier Kategorien unterteilt werden: PI-Bindungswechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindung, Ionenbindung und elektrostatische Wechselwirkungen. Die Kombination aus kovalenter Bindungsfunktionsmodifikation ist in vier Kategorien unterteilt: Kohlenstoffgerüstfunktionalisierung, Hydroxyfunktionalität, Carboxylfunktionalität Dotierungsmodifikation und Epoxyfunktionalität. Elemente werden in verschiedene Elemente wie N, P, B dotierte Funktion klassifiziert. Graphen und Graphenoxidsubstrat wurden zusammengefasst und die modifizierten molekularen Wechselwirkungen und Reaktionstypen sowie die Eigenschaften und die Anwendung der modifizierten Produkte zusammengefasst. Schließlich diskutierten das Graphen und das Graphenoxid auf der Modifikation der Oberflächenfunktionalisierung und sagten ihre Aussicht voraus.

Die Einleitung

2010 erhielten Geim und Novoselov den Nobelpreis für Physik für ihre bahnbrechende Forschung in Bezug auf Graphenmaterialien. Graphen kommt derzeit in der Natur vor, das dünnste Material gehört zur zweidimensionalen Struktur, Einzelschichtdicke von nur 0,3354 nm. Es kann sich in Curl-Zero-Dimension bilden, Fullerene, eindimensionale Kohlenstoffnanoröhren können parallel geneigt eine dreidimensionale Struktur aus Graphit bilden. Graphen hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, thermische Eigenschaften und elektrische Eigenschaften, elektrochemische Eigenschaften, große spezifische Oberfläche und hohe Transparenz sowie andere spezielle physikalische und chemische Eigenschaften. Seine neuen Verbundwerkstoffe, fotoelektrischen Materialien, biologischen Sensoren, Katalysatoren und die Wirkstofftransmission haben ein großes Potenzial Wert in vielen Bereichen.

Das Verfahren zur Herstellung von Graphen und Graphenoxid umfasst hauptsächlich: mechanisches Abstreifverfahren, das Wärmeausdehnungs-Abstreifverfahren, das elektrochemische Verfahren, das Gasphasenabscheidungsverfahren, das Verfahren des epitaktischen Kristallwachstums und das Oxidationsreduktionsverfahren und andere Verfahren. Graphenoxid hat eine flache Struktur ähnlich der von Graphen, enthält einen Großteil der Oberfläche der aktiven Gruppe, wie Hydroxyl (OH), Epoxygruppe [- C (O) C -], Carbonyl (C = O), Carboxyl (-cooh) Gruppe, Ester (COO -) und so weiter. Aufgrund von Graphen selbst unlöslich und Van-der-Waals-Kraft zwischen den Schichten und PI PI-akkumulationseffekt, z. B. Graphen in Wasser und organischen Lösungsmitteln zhongyi irreversible Aggregation und Ausfällung.

Der Bestandteil des Graphenmaterials selbst weist bestimmte Einschränkungen auf, wie beispielsweise, dass die elektrochemische Aktivität schwach ist und zur Wiedervereinigung neigt, nicht leicht zu verarbeiten ist und die Anwendung von Graphen stark einschränkt. Daher wird die Funktionalisierung von Graphen und modifiziertem Graphenoxid entscheidend sein, um seine Anwendung zu erweitern. Die Forschung zur Funktionalisierung von Graphen hat umfangreiche Forschungen durchgeführt und eine Reihe hervorragender Übersichten veröffentlicht, die sich beide auf die funktionellen Resorcinaren-Methoden (physikalische Modifikation, chemische Modifikation) konzentrieren und sich auch auf die funktionellen Eigenschaften und die Anwendung des Produkts konzentrieren.

Von Graphen oder Funktionalisierung von Graphenoxid werden aufgrund seiner intrinsischen Struktur weitere Modifikationen vorgenommen. In diesem Artikel aus der intrinsischen Struktur von Graphen und Graphen (chemische Bindung, funktionelle Gruppe) wurden funktionelle Modifikationsmethoden vorgestellt. Zunächst wird in diesem Artikel die Grundstruktur von Graphen und Graphenoxid vorgestellt, und die Natur, die auf der funktionellen Modifikation der Oberflächenstruktur basiert, kann in drei Bedingungen unterteilt werden: die Rolle der nichtkovalenten Bindungsfunktionsmodifikation, die Kombination aus kovalenter Funktionalisierungsmodifikation und Elementdotierungsmodifikation . Dann haben die typische Art des Reaktionsprozesses und die Reaktionsbedingungen und seine Forschungsmethode die detaillierte Klassifizierung und Zusammenfassung des Systems vorgenommen. Schließlich wurde über Graphen und Graphenoxid die Aussicht auf Oberflächenfunktionalisierung diskutiert.

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