已制备的金属氧化物与石墨烯复合的方法有哪些

已制备的金属氧化物与石墨烯复合的方法有哪些

虽然石墨烯具有优异的性能，但是由于其表面没有基团,化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质(如溶剂等)的相互作用较弱，几乎不溶于任何溶剂，与其他物质的浸润性也很差,石墨烯片相互之间范德华力相互作用使其在溶剂中趋于团聚，更谈不上与金属氧化物复合。
1、必须对石墨烯进行有效的功能化。 通过引入特定的官能团，对石墨烯进行各种改性。能作金属氧化物-石墨烯复合材料的石墨烯的功能化种类繁多。大体上可分为石墨烯的有机功能化和石墨烯的无机功能化。
石墨烯的有机功能化按照表面化学成键又可以分为共价键有机功能化和非共价键有机功能化两类。主要是在结构上进行化学共价与非共价修饰,使其能在某些溶液环境或者纳米复合材料中均匀分散,并且表现出继续参加反应的活性。通过石墨烯的边缘和缺陷位置的化学基本修饰(羧基化、氨基化、氟化、氮烯加成等)，主要反应包括直接氟化反应、酸化反应、卡宾加成、自由基反应、电化学反应或热化学反应、1,3偶极矩环加成反应、叠氮反应、亲电加成反应和机械化学反应等，（根据不同用途有的还有后续衍生反应）,为后续制备打基础。共价键功能化在提高石墨烯的后续反应性能可控性上作用很大。优点是在增加石墨烯的可加工性的同时, 为石墨烯带来新的功能, 共价键功能化通过控制其它反应物与石墨烯形成稳定的共价键而赋予石墨烯许多优异的性质。其缺点是会部分破坏石墨烯的本征结构, 并会使石墨烯的本征物理化学性能受到不同程度的影响。大多数情况下可以满足应用要求，但在某些应用方面会受到一定限制。非共价键功能化在满足提高石墨烯分散性能时，对石墨烯结构破坏程度相对微弱，因而能较好的保持石墨烯的固有性能，使其在光电转换器件等对石墨烯晶格结构要求高的应用领域有巨大的应用潜力。与共价键功能化相比，工艺方法较为简单，并且对石墨烯本身的结构和性质破坏较小， 因而受到广泛关注。但非共价键功能化在石墨烯中引入了其他组分(如表面活性剂等)对某些应用是个不小的缺点；非共价键功能化中修饰分子与石墨烯之间的作用力较弱，两者之间的结合不如共价键功能化的强，表征也有一定的困难。
2、制备金属氧化物-石墨烯复合材料。根据目标产物有多种途径。有些必须利用金属氧化物的前体来制作。有些可以用金属氧化物和功能化石墨烯直接装配。比如TiO2，再比如利用氨基-修饰的石墨烯为基体，基于静电吸附合成石墨烯/纳米粒子复合物。吸附诸如碲化镉量子点或磁性四氧化三铁纳米粒子，得到石墨烯/量子点或石墨烯/磁性粒子复合产物。总之视目标产物不同，灵活性比较大，而且不同工艺在结合强度、工艺复杂性、反应效率、产率、工业化前景方面也有大的差异。
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是氧化石墨，氧化石墨烯是单层的氧化石墨