《表1 超声技术处理后的GO和rGO的溶解性能比较[17]》

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《石墨烯分散液的制备以及应用前景》

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由于石墨烯剥离方法的多样性和石墨烯表面官能团的复杂性，导致石墨烯在溶剂中的分散性差异性很大。研究石墨烯材料在溶剂中的分散性，必须从材料的结构考虑。单层石墨烯由非极性的共轭碳原子组成（图1 （a）） ，sp2杂化的碳原子在石墨烯内部形成离域的大π键；氧化石墨烯则由非极性的共轭区和极性的羟基、环氧、羧基等含氧官能团共同构成（图1 （b）） [15]，含氧官能团能够极大地增加它的亲水性。对于单层石墨烯，适合分散的是N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、二甲亚砜（DMSO）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和γ-羟基丁酸内脂（GBL）等溶剂，分散性能大小为NMP≈DMSO>DMF>GBL>H2O。对于氧化石墨烯（GO），氧官能团使它呈现出功能化特性，导致其表面或界面张力降低，因此氧化石墨烯的分散主要由羧基基团静电斥力所维持。氧化石墨烯在水中的Zeta电位值为-64mV[16]，针对氧化石墨烯的羧基基团进行质子化改性，降低氧化石墨烯的电位值可以改变氧化石墨烯的分散性。此外，溶剂自身的特性对石墨烯材料分散的影响也较大。表1为石墨烯材料在不同溶剂中的溶解性[17]，可见极性非质子溶剂NMP对氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）都具有较好的剥离溶解性；而极性质子溶剂（如乙醇）并不能有效地剥离溶解石墨烯，水分子作为极性溶剂，对GO的溶解性要比rGO的溶解性大得多。