水中氧化石墨烯稳定性研究

摘要

以氧化石墨烯(GO)分散水溶液为对象,采用动态光散射技术研究了pH、电解质、天然有机物以及不同尺寸等环境因素对其稳定性和凝聚特性的影响.结果表明.:pH升高可提高水中GO的稳定性;投加电解质会产生压缩双电层作用,导致GO发生凝聚,反应后GO颗粒的静电斥能减小、粒径增大.相比于,一价电解质,二价电解质对GO纳米颗粒凝聚具有更强的促进作用.小尺寸的GO分散性更好,凝聚速度相对较慢,稳定性高.200nm粒径的GO颗粒在水中的凝聚过程与经典的胶体稳定性理论相符合,分为反应控制和扩散控制两个阶段;Na+和Ca2+的临界凝聚浓度分别为186.0和1.8mmol/L.当富里酸(FA)存在时,可通过空间位阻效应使GO颗粒间有效碰撞概率和凝聚反应速度降低,临界凝聚浓度提高,增强了其在水中的稳定性.GO在水中的凝聚和分散行为将受到pH、电解质和有机物等复杂因素的影响.