關于石墨烯想必大家都早已耳熟能詳，蜂窩狀的結構、優良的力學性能、電學性能、光學性能等，在此不做過多介紹，而經常伴著石墨烯一起被人們掛在嘴邊的就是氧化石墨烯，那么為什么要有氧化石墨烯的存在，筆者認為最大的原因還是在分散性上。

氧化石墨烯，顧名思義是石墨烯的氧化物，將活性含氧基團引入石墨烯上，經過處理后得到經過修飾的石墨烯薄片，這樣就增加了活性反應位點，使得氧化石墨烯變得更容易進行表面改性，豐富了功能化的手段，可以有效提高改性氧化石墨烯與溶劑、聚合物的相容性，使其在有機以及無機復合材料領域有著更為廣闊的應用。

對于粉體材料的應用，其前提就是能夠很好的分散在所使用的體系中，能做到單分散最好，這樣才可以真正發揮粉體材料的特殊性能，然而想讓石墨烯材料在水中完全的分散開來是十分困難的，因為石墨烯材料表面幾乎沒有親水基團，但氧化石墨烯缺陷處附帶的羥基、羧基等親水集團可以使得其在水中的分散性要優于石墨烯。

制備方法簡介

目前國內外主流的制備氧化石墨烯的方法是Hummers法，其制備過程可以簡單概括為：

1.向強酸（濃硫酸）和強氧化劑（高錳酸鉀）中加入石墨，反應得到氧化石墨烯；

2.通過磁攪拌或超聲振蕩剝離得到的氧化石墨烯；

3.通過化學還原/熱還原等方法將氧化石墨烯還原得到還原的氧化石墨烯。

改性方法

1.利用氧化石墨烯表面的含氧官能團固定引發劑進行ATRP(原子轉移自由基聚合AtomTransferRadicalPolymerization)功能化改性。

2.在氧化石墨烯碳骨架上固定引發劑進行ATRP功能化改性。

3.通過ATRP聚合物與氧化石墨烯非共價鍵結合進行功能化改性。

功能簡介

制備高聚物復合材料

氧化石墨烯通過功能化以后可以在溶液中進行加工，非常適合制備高性能的聚合物符合材料。

當然，除了制備有機復合的材料，還可以制備無機類的氧化石墨烯復合材料，比如金屬、金屬氧化物、陶瓷等材料負載到氧化石墨烯上，做出多功能的材料。

如銅/氧化石墨烯對與MB催化氧化效果的影響，從圖中很明顯可以看出復合材料對于銅氧化性能的提升。

制備生物醫藥

較大的表面積可以作為藥物載體，將藥物分子接枝到氧化石墨烯的活性基團上，可以制得具有良好水溶性及生物相容性的功能化石墨烯，還可以將具有其他功能的分子接枝到氧化石墨烯上，做出具備各種功能的石墨烯，比如凈化環境，吸附水中的有毒有害物質等，極大豐富了氧化石墨烯的應用。

防腐

氧化石墨烯同石墨烯一樣，也具有很好的防腐性能，與之不同的是氧化石墨烯因為具有了活性位點，因此也變得更容易改性，在涂料中能夠得到很好的分散。其防腐機理如下：

1.通過片層氧化石墨烯的層層組疊。雖然石墨烯是二維片層結構，但是通過層層疊加以及有效的均勻分散之后，在產品表面就能形成一個立體的三維結構，向產品表面投影會得到一個填充平面，起到阻隔環境中氧氣和水的作用，從而達到防腐目的。

2.氧化石墨烯具有很好的穩定性。其化學性質穩定，在高溫、腐蝕、高氧環境下都能保持性質穩定不受影響，從其制備方法中我們也不免可以看出其化學性質的穩定足以對抗自然界中的腐蝕。

3.良好的導電特性。還原氧化石墨烯具有極好的質子/電子導電性和極低的導電率，暢通防腐涂料中陰極保護通路，提高鋅粉利用率，從而提高防腐性能。

二維的氧化石墨烯薄片均勻分散在涂層內，每個薄片具有不同的取向，從而形成了三維的結構，有效阻隔水分子及其他介質的腐蝕滲透。

導電

首先石墨烯本身的導電性能就很好，常溫下電子遷移速率達到，電阻率只有，電子在二維的蜂窩結構中進行跳躍式的移動，石墨烯中的載流子遵循一種特殊的量子隧道效應，在碰到雜質時不會產生背散射，因此也是具有超強導電的原因。雖然石墨烯經過官能化（氧化）后，共軛網絡會受到破壞，導致氧化石墨烯具有一定的絕緣特性，不過經過還原處理后，仍可以得到導電性不如原始石墨烯的還原氧化石墨烯，雖然損失了大部分導電性能，但是處理后的氧化石墨烯粉末可以在功能化上得到大幅度的提升，這無疑是降低了氧化石墨烯的應用門檻，此外，可以通過后期對于氧化石墨烯添加量、分散的均勻性、與基體材料復合的程度等方面進行控制，從而提高還原氧化石墨烯的導電性能，滿足現有防腐涂料對于導電性的要求，從而降低或取代金屬填料的使用！

中國科學院寧波材料技術與工程研究所已成功突破石墨烯改性防腐涂料研發及應用的技術瓶頸，處于國際領先水平，并成功應用于國家電網、石油化工、海洋工程與裝備等領域。

導熱

較高的導熱系數，較大的比表面積無疑為其作為導熱材料奠定了基礎，同時，還原氧化石墨烯上的活性位點提高了其使用性，穩定的共軛結構使得其可以在高溫下工作，對于延長產品的使用壽命會有很好的提升。

總結

雖然經過不完全還原的氧化石墨烯在分散性以及功能化的構建上相比于石墨烯具有諸多的優勢，但是于此同時也會多多少少的引入了一些缺陷和其他的官能團，降低了石墨烯本身的優異的導電、抗腐蝕等性能，在功能與應用之間如何取舍，是諸多研究人員必須面對的課題，希望通過研究的不斷深入，可以使得這些問題得到解決！