石墨烯納米片的分散穩定性定量分析

石墨烯因其結構和優異的性能而引起了人們的極大興趣，但顆粒聚集仍然是原始石墨烯大規模應用的一個關鍵障礙。為了探索石墨烯的特性并進一步擴展其實際應用，化學改性石墨烯，例如氧化石墨烯（GO）和還原氧化石墨烯（rGO）懸浮液，然而，由于石墨烯納米片基面之間的范德華相互作用，仍然在相對高的濃度下觀察到聚集。

人們提出了許多方法來提高GO在水性和有機介質中的分散穩定性，石墨烯表面的共價官能化可提高其在各種有機溶劑中的分散穩定性。盡管它們被廣泛使用，但許多方法僅在相對較低的條件下實現濃度范圍（通常為 0.1?1.0 mg/mL；最大為 3.6 mg/mL）。此外，長期懸浮穩定性的分析僅限于目視檢查或基于濁度和紫外/可見光的光學表征，這不可避免地需要將樣品進行稀釋，而稀釋對穩定性的影響尚未被量化。

通過引入了三種類型的分子，包括乙醇胺、乙二醇和苯基磺酸基團到GO納米片上，制備GO-EA,GO-EG,GO-SA，并對分散穩定性進行定量評估。

穩定性測試

通過使用 LUMiFuge® 111 儀器（L.U.M. GmbH，柏林，德國）在 4000 rpm（2300 g）離心下觀察沉降行為，研究了官能化 GO 分散體的穩定性。最初，將功能化的GO懸浮液冷凍干燥以除去水，然后通過超聲處理以9.0 mg/mL的濃度重新分散在水和EG中。將分散體轉移到測量管中，光電傳感器系統能夠在離心過程中監測光透射的空間和時間變化。溫度保持恒定在25 °C，并確定整個樣品的局部透射率。因此，根據樣品的傳輸曲線同時研究了不穩定指數和沉降速度。紅線代表早期階段的透光率譜線，綠線對應后期階段。可以根據離心下的時間和相對位置來描述分離過程，并跟蹤整個分離過程。    

圖1

結果與討論

轉載自LUM儀器

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