グラフェンと酸化グラフェンの表面官能化修飾

概要：特殊な電子機器、光学、力学の性能によるグラフェンと酸化グラフェンは、科学研究の現在のホットスポットになっています。近年の強調は、この論文でグラフェンの表面と酸化グラフェンの機能修飾研究の進歩をレビューします。まず、グラフェンと酸化グラフェンの基本構造と性質を紹介します。そして、表面の官能基化は、修飾、共有結合、および元素ドーピング修飾を組み合わせた非共有結合に分けられます。修飾の非共有機能化は、PI結合相互作用、水素結合、イオン結合、静電相互作用の4つのカテゴリに分類できます。共有結合の官能基修飾の組み合わせは、炭素骨格官能基化、ヒドロキシ官能基、カルボキシル官能基、ドーピング修飾、エポキシ官能基の4つのカテゴリーに分類されます。元素は、N、P、Bドープ機能などのさまざまな元素に分類されます。グラフェンと酸化グラフェンの基質を要約し、修飾された分子相互作用と反応タイプ、および修飾された生成物の特性と用途をまとめました。最後に、表面官能基化修飾に関するグラフェンと酸化グラフェンについて議論し、その見通しを予測しました。

導入

2010年、グラフェン材料に関する先駆的な研究に対して、GeimとNovoselovにノーベル物理学賞を授与しました。グラフェンは現在自然界に見られ、最も薄い材料は2次元構造に属し、単層の厚さはわずか0.3354nmです。それはカールゼロ次元、フラーレンで形成することができ、一次元カーボンナノチューブは平行に傾斜することができ、グラファイトの三次元構造を構成する。グラフェンは、優れた機械的特性、熱的特性と電気的特性、電気化学的特性、大きな比表面積と高い透明性、およびその他の特別な物理的および化学的特性を備えており、新しい複合材料、光電材料、生物学的センサー、触媒、薬物伝達に大きな可能性を秘めています多くの分野での価値。

グラフェンおよび酸化グラフェンの調製方法には、主に、機械的ストリッピング法、熱膨張ストリッピング法、電気化学的方法、気相堆積法、結晶エピタキシャル成長法および酸化還元法などが含まれる。酸化グラフェンはグラフェンと同様の平坦な構造を持ち、ヒドロキシル（OH）、エポキシ基[-C（O）C-]、カルボニル（C = O）、カルボキシルなどの活性基の表面を多く含みます。 （-cooh）基、エステル（COO-）など。グラフェン自体は不溶性であり、層間のファンデルワールス力とPI PI蓄積効果のため、通常、水および有機溶媒中のグラフェンは、不可逆的な凝集と沈殿を引き起こします。

グラフェン材料自体の構成要素には、電気化学的活性が弱く、再結合しやすく、成形の処理が容易ではないなど、特定の制限があり、グラフェンの用途が大幅に制限されます。したがって、グラフェンと酸化グラフェンの官能基化は、その用途を拡大するために重要です。グラフェンの機能化に関する研究は広範囲にわたる研究があり、一連の優れたレビューを発表しています。どちらも機能性レゾルシナレン法（物理的修飾、化学修飾）に焦点を当てており、機能特性と製品の用途にも焦点を当てています。

グラフェンまたは酸化グラフェンの機能化は、その固有の構造に基づいてさらに変更されます。グラフェンとグラフェンの固有構造（化学結合、官能基）からのこの記事では、分類によって機能修飾法が紹介されました。まず、グラフェンと酸化グラフェンの基本構造とその性質を紹介します。表面構造の機能修飾に基づいて、非共有結合の機能修飾の役割、共有結合の官能化修飾と元素ドーピング修飾の組み合わせの3つの条件に分けることができます。 。次に、典型的な反応プロセスのタイプと反応条件およびその研究方法により、システムの詳細な分類と要約が作成されました。最後に、グラフェンと酸化グラフェンについて表面官能化の見通しについて議論しました。

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