2025-05-30 作者：lkr 来源：氧化石墨烯产品介绍：
氧化石墨烯，单层，98%是一种高纯度的二维碳材料，由石墨经过氧化、剥离等工艺制得。该产品以单层形式存在，纯度高达98%，具有良好的力学性能、电学性能和热学性能。单层氧化石墨烯具有极大的比表面积和丰富的含氧官能团（如羟基、羧基等），使其在水溶液中具有良好的分散性和稳定性。单层结构赋予了其物理化学性质，如高导电性、高热导性和高机械强度，使其在复合材料、能源存储、生物医学、传感器等领域具有应用前景。该产品纯度高，适用于对材料性能要求严苛的应用场景，为科研和工业应用提供了高质量的原材料。
氧化石墨烯亲水性与分散性：
一、亲水性官能团的界面作用机制
氧化石墨烯（GO）的亲水性源于其表面高密度的含氧官能团，主要包括羟基（-OH）、环氧基（-O-）和羧基（-COOH）。X射线光电子能谱（XPS）分析显示，单层GO的氧碳比（O/C）可达0.4-0.6，其中羟基占比约45%、环氧基35%、羧基20%。这些极性基团与水分子形成强氢键作用（键能约20-30kJ/mol），具体表现为：
羟基与环氧基的面内水合：在GO片层平面上，羟基和环氧基以约30°的角度与水分子形成氢键网络，每个官能团可吸附2-3个水分子，形成厚度约0.5nm的水合层；
羧基的边缘水合：片层边缘的羧基在pH>4.5时解离为-COO⁻，通过静电排斥作用进一步增强亲水性，其与水分子的作用能比羟基高15%。
二、分散稳定性的影响因素与调控
（一）溶剂极性的调控作用
在极性溶剂中，GO的分散性与溶剂的介电常数（ε）密切相关：
水相分散：在去离子水中，GO的临界聚集浓度（CAC）低至0.1mg/mL，动态光散射（DLS）显示其片层直径约1-2μm，zeta电位达-45±5mV，这是由于羧基解离产生的静电排斥与水合层的空间位阻协同作用；
极性有机溶剂：在N,N-二甲基甲酰胺（DMF，ε=36.7）中，GO通过羟基与溶剂形成氢键维持分散，但其片层尺寸缩小至500-800nm，归因于溶剂化层厚度减小。
（二）pH值的动态调控
GO的分散稳定性随pH值呈现变化：
酸性条件（pH<3）：羧基质子化（-COOH），zeta电位升至-10mV，片层间范德华力占主导，导致团聚，此时分散液透光率从90%降至40%；
中性条件（pH7）：羧基解离（-COO⁻），zeta电位达-40mV，静电排斥作用最强，片层间距增大至1.2nm，分散液在600nm波长处吸光度稳定；
碱性条件（pH>10）：虽然zeta电位进一步降至-50mV，但过高的OH⁻浓度会促进片层边缘羟基缩合，长期放置仍可能产生轻微团聚。
图片：氧化石墨烯结构式
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