塞格德大学Tamas Szabo和Istvan Szilagyi课题组--氧化石墨烯的尺寸依赖聚集

通过Brodie方法制备了具有高度多分散粒径分布的氧化石墨烯（GO），并对其分散稳定性进行了表征。如原子力显微镜和光散射测量所揭示，剥落和分馏导致纳米、经典胶体（亚微米）和微米级尺寸范围内的颗粒粒子定义明确。时间分辨的动态光散射实验表明，在没有电解质的情况下，在3-13的中等pH范围内，聚集过程受到阻碍。尽管由于GO片材表面官能团的逐步电离，抗盐诱导的聚集性随pH的增加而增加，但根据DLVO理论，它们的分散体在强酸的超摩尔浓度和碱的亚摩尔浓度下不稳定。但是，通过临界凝结浓度（CCCs）量化的聚集行为显示出令人惊讶的薄片尺寸依赖性。在pH=12时，纳米Brodie-GO的CCC达到360 mM，这是有史以来GO水分散体的最高值之一。这些结果为设计可加工的pH稳定和大小可调的GO分散体提供了有用的定量信息，以供将来应用。

Figure 1. 在pH = 5时，GO（左）、胶体GO（中）和微米氧化石墨（右）的AFM图像（顶部）和数量和强度加权的尺寸分布直方图（底部）

Figure 2. 在不添加盐的情况下，纳米GO（a）、胶体GO（b）和微米级氧化石墨（c）颗粒的稳定性比率随pH的变化而变化。插图说明分散体中氧化石墨烯片的尺寸和聚集状态。

Figure 3. 在不同pH值下，纳米GO颗粒与离子强度的稳定性比。

Figure 4. pH = 5时，KCl溶液中不同平均直径的GO的稳定性图。

相关研究成果于2020年由塞格德大学Tamas Szabo和Istvan Szilagyi课题组，发表在Carbon（doi.org/10.1016/j.carbon.2020.01.022）上。原文：Size-Dependent Aggregation of Graphene Oxide。