功能化石墨烯

在石墨烯应用的研究中，一个重要的问题就是如何实现其可控功能化。结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的碳六元环组合而成的 二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质(如溶剂等)的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之间有较强的 范德华力。 容易产生聚集，使其难溶于水及常用的有机溶剂，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如提高溶解性、在基体中的分散性等)，必须对石墨烯进行有效的功能化。 通过引入特定的官能团，还可以赋予石墨烯新的性质，进一步拓展其应用领域。功能化是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段。 如果说石墨烯二维晶体的发现为凝聚态物理研究开启了激动人心的一页, 那么功能化石墨烯及其应用将为化学和材料领域提供新的桥梁和手段。

石墨烯的功能化是目前研究最为广泛的功能化方法．尽管石墨烯的主体部分由稳定的六元环构成，但其边沿及缺陷部位具有较高的反应活性，可以通过化学氧化的方法制备石墨烯氧化物（Graphen oxide）．由于石墨烯氧化物中含有大量的羧基、羟基和环氧键等活性基团，可以利用多种化学反应对石墨烯进行共价键功能化．例如，利特纳米使用功能化石墨烯对环境水质进行处理，清除重金属离子的效果优于现有水处理剂。

通过对石墨烯进行功能化，不仅可以提高其溶解性，而且可以赋予石墨烯新的性质，使其在聚合物复合材料，光电功能材料与器件以及生物医药等领域有很好的应用前景。