氧化石墨烯（GO）作为一种二维碳纳米材料，具有高比表面积、良好的机械性能和丰富的表面官能团，在众多领域展现出应用潜力。然而，GO也存在一些局限性，如分散性较差、导电性有待提高等。聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子具有高度支化的结构、丰富的端基官能团和良好的生物相容性，将其与GO结合构建复合体系，有望弥补GO的不足，发挥两者的协同效应，拓展其应用范围。

PAMAM与GO的基本特性

（一）PAMAM树状大分子

PAMAM树状大分子是由中心核、重复单元和端基官能团组成的具有高度对称性和规整性的树枝状高分子。其代数越高，分子尺寸越大，端基官能团数量越多。PAMAM分子具有良好的溶解性，可在多种溶剂中分散，且其端基官能团易于进行化学修饰，从而赋予其不同的功能。例如，氨基端基的PAMAM可以与多种物质发生化学反应，实现功能化改性。

（二）GO

GO是石墨烯的氧化产物，其表面含有大量的含氧官能团，如羟基、羧基、环氧基等。这些官能团使得GO具有良好的亲水性和分散性，同时也为其进一步的化学修饰提供了活性位点。GO具有良好的力学性能、热学性能和电学性能，但由于氧化过程中引入的缺陷和官能团，其导电性相对较低。

PAMAM-GO复合体系构建的设计理念

基于 PAMAM 与氧化石墨烯的特性，构建复合体系的核心理念是通过化学或物理方法，将 PAMAM 分子与氧化石墨烯片层进行有机结合，形成一个具有协同效应的复合结构。这种复合结构不仅能够保留 PAMAM 和氧化石墨烯各自的良好性能，如 PAMAM 的生物相容性和氧化石墨烯的高比表面积、良好的导电性等，还能够通过两者之间的相互作用产生新的性能特点，从而拓展其在不同领域的应用潜力。

在设计复合体系时，需要综合考虑多个因素。首先，PAMAM 的代数和分子量对复合体系的性能有着重要影响。不同代数的 PAMAM 具有不同的分子尺寸和官能团密度，从而影响其与氧化石墨烯的相互作用方式和程度。其次，氧化石墨烯的氧化程度和片层尺寸也需要控制，以确保其在复合体系中能够均匀分散并与 PAMAM 分子形成稳定的结合。此外，复合体系的制备方法，如溶液共混、原位聚合、层层自组装等，也会对最终复合材料的结构和性能产生影响。因此，在构建复合体系时，需要根据具体的应用需求和目标性能，精心选择和优化这些参数，以实现复合效果。

PAMAM-GO复合体系的构建方法

（一）溶液共混法

溶液共混法是将PAMAM和GO分别溶解或分散在适当的溶剂中，然后将两种溶液混合，通过搅拌、超声等方式使两者充分混合均匀，最后通过干燥等手段去除溶剂，得到PAMAM-GO复合材料。该方法操作简单，易于控制反应条件，适用于大规模制备。例如，将PAMAM溶解在甲醇中，GO分散在水中，然后将两种溶液混合，超声处理一段时间后，通过冷冻干燥得到复合材料。

（二）原位聚合法

原位聚合法是在GO存在的情况下，使PAMAM的单体在GO表面或附近发生聚合反应，从而在GO表面生长PAMAM分子，形成复合体系。该方法可以使PAMAM与GO之间形成更强的相互作用，提高复合材料的稳定性。例如，以乙二胺为核，丙烯酸甲酯为单体，在GO分散液中进行逐步聚合反应，得到PAMAM-GO复合材料。

（三）层层自组装法

层层自组装法是利用PAMAM和GO之间的静电相互作用、氢键等作用力，将两者交替沉积在基底表面，形成多层复合膜。该方法可以控制复合膜的厚度和结构，适用于制备薄膜材料。例如，将带正电的PAMAM溶液和带负电的GO分散液依次滴涂在基底上，通过多次沉积得到多层PAMAM-GO复合膜。

PAMAM-GO复合体系在微观结构、热稳定性、电学性能和吸附性能等方面均表现出优于单一材料的特性。在结构方面，PAMAM与GO之间形成了均匀的复合结构，有利于两者之间的相互作用和性能协同。在热稳定性方面，PAMAM的引入增强了GO的热稳定性，这可能是由于PAMAM分子与GO表面的官能团形成了化学键或较强的相互作用力，限制了GO在高温下的分解。在电学性能方面，适量的PAMAM可以改善GO的导电性，这可能是因为PAMAM分子在GO片层之间起到了桥梁作用，促进了电子的传输。在吸附性能方面，PAMAM分子中的官能团为Pb²⁺提供了更多的吸附位点，提高了复合体系对重金属离子的吸附能力。