由于含氧官能团的加入,也赋予氧化石墨烯一些新特性,如亲水性、在有机溶剂中的分
散稳定性、与聚合物基体有更好的相容性等,研究者们还总结出以下特性:
(1)氧化还原性
氧化石墨烯既可以与氧化剂发生氧化发应,又可以与还原剂发生还原反应,具有一定的氧化还原性。氧化石墨烯进一步发生氧化反应后,其六方形骨架结构上的所有碳原子都会被氧化成羧基,形成苯六酸。氧化石墨烯的还原就是利用还原剂去除丰富的含氧基团以及对苯环结构进行修复,目前化学还原法是宏量制备材料zui有效的方法,常用的还原剂有水合肼(N2H4·H2O)、纯阱、对苯二酚、(NaBH4)、醇类溶液、强碱和等。有学者研究了氧化石墨烯的化学还原法,发现氧化石墨烯经过化学反应后,会产生不饱和的、共轭的碳原子,使电导率显著增加,具有和原始石墨相似的性质,且比表面积高。但还原剂中有些试剂(如:阱)具有毒性或腐蚀性,对环境会造成污染,因此可以用一些温和的还原剂(如:抗坏血酸)和还原性的糖类(如:果糖)等替代。
(2)热稳定性
氧化石墨烯属于一种热不稳定的化合物,常温状态下也会慢慢自动脱氧,脱氧的过程中,
氧化石墨烯的颜色会逐渐由褐色转变成黑色,而且它脱氧的速率会随着温度的升高而加快,
因此要选择合适的方法来干燥氧化石墨烯,一般是冷冻干燥或者在小于等于50°C的条件下干燥。随着温度的升高,当温度升高到150°C以上时,氧化石墨烯会因受热分解而放出CO、CO2和O2,温度达到200°C时,可能会造成爆炸性的分解,从而形成膨胀石墨。
(3)离子交换性
氧化石墨烯中离子交换原理:氧化石墨烯中含有大量的含氧官能团,其中羧基中的氢可电离成H+,H+会与别的同性离子发生交换作用,氧化石墨烯的离子交换容量可达3~3.5mmol/g,比蒙脱土的离子交换容量(0.6~1.2mmol/g)高3~5倍。
由于氧化石墨烯纳米片的共轭网络受到严重的官能化,其仍具有绝缘的特质。只有对其进行还原处理后才能提高其导电性,但对GO还原处理后得到的化学修饰过的石墨烯的导电性不如原始的石墨烯。故我们用化学修饰过的石墨烯充当填料。因为氧化石墨烯属于一种热不稳定的化合物,在常温状态下也会慢慢的自动脱氧,而且它的脱氧速率还会随着温度的升高而加快。所以本工作中,我们通过对GO溶液进行加热,使其部分脱氧还原,然后与PVDF复合得到改性GO/PVDF的复合薄膜。