[发明专利]一种氧化石墨烯膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯膜及其制备方法和应用，制备方法为：将氧化石墨烯分散水溶液与1,2‑二氯乙烷混合，构成互不相容的电解质溶液界面，水相中的氧化石墨烯吸附在界面上，形成氧化石墨烯膜，所述的氧化石墨烯分散水溶液与1,2‑二氯乙烷的质量比为(1‑5):7，所述的吸附时间为30‑54h。与现有技术相比，本发明是首次在ITIES上对GO的界面吸附和组装进行电化学研究，这不仅有助于进一步了解GO在液/液界面的吸附行为，而且还探索了GO在液/液界面电化学中的潜在应用。特别地，考虑到GO作为药物纳米载体以及在液/液模拟半生物膜中的能力，这项工作对于GO在生物医学中应用研究也具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其是涉及一种氧化石墨烯膜及其制备方法和应用。

背景技术

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物，因其在电化学、能源、生物医学等领域的广泛应用而备受许多研究者的关注。由于GO是从高氧化形式的石墨烯中获得的，它不仅具有两侧的大比表面积，而且具有大量的反应功能组，包括环氧基、羟基和羧基。由于其独特的化学结构，由亲水边缘和更疏水的基础平面组成，GO可视为两亲性分子或柔软的胶体粒子，充当分子或胶体表面活性剂，并具有在各种界面吸附和组装的能力。

在过去的十年中，在液/液界面上吸附GO引起了业界极大的兴趣。液/液界面已被广泛用作无缺陷载体或平台，用于研究各种纳米材料的吸附和组装，包括零维(0D)纳米颗粒、一维(1D)纳米管或纳米棒和二维(2D)纳米片。由于GO的两亲性，它可以在液/液界面自发吸附和富集，从而自组装生成纸状薄膜和Pickering乳液。

通常，人们已经发现GO在液/液界面的吸附行为与其两亲性密切相关，这可能会受到包括pH等在内的水性条件的影响。例如可以通过pH值调节GO的边缘-COOH基团的电离度，因为随着水溶液pH值的增加，在其边缘具有大量-COOH基团的GO纳米片会通过解离成-COO-越来越多，导致GO纳米片带电量增加，使GO纳米片更具亲水性。

尽管以前关于GO在非极化液/液界面上吸附的所有报道都阐明了GO的两亲性对其在界面上吸附的关键作用，但关于GO吸附行为的报道很少。在极化的液/液界面，鉴于GO的可带电性和电荷筛选，迫切需要进一步揭示其在外极化作用下的界面吸附行为，这将有助于探索其在液/液界面电化学中的潜在应用。

当适当的电解质溶解在水和油的两个接触相中时，可以形成一类特殊的液/液界面，即两互不相容电解质溶液(ITIES)之间的界面，这被视为用于研究外部极化下纳米尺度物体的界面吸附的另一个理想平台。最近，人们越来越感兴趣的是，如果纳米材料在外部电场的极化作用下与软ITIES相遇会发生什么。几组研究表明ITIES可以作为高度可复制且无缺陷的支架发挥作用，并允许施加外部电场来驱动各种纳米材料的吸附和自组装到界面，包括0D纳米粒子，如Au、SiO₂和TiO₂，以及1D碳纳米管和2D石墨烯等已在液/液界面电化学领域的一些出色的研究小组进行了报道，例如Girault教授，Dryfe教授和Herzog教授。

此外，一些先前的研究表明，在ITIES上进行的电化学测量不仅可以原位监测纳米材料的吸附和自组装过程，还研究了吸附的纳米材料对在液/液界面发生的离子转移(IT)过程的影响，例如循环伏安法(CV)和交流伏安法(ACV)。尽管如上所述有大量关于GO纳米片在液/液界面上的吸附的文献，但是尚未对在ITIES上GO的吸附行为进行电化学研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种氧化石墨烯膜及其制备方法和应用。