载药GO的电化学性质研究文献综述

关于氧化石墨烯导电性和作为载体的综述

2004年，英国Manchester大学Gein等（1）人通过微机械力剥离高取向热解石墨（HOPG）成功制备并观察到了由一层密集的，处于蜂窝状晶体点阵上的碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维原子晶体石墨烯。在生物医学领域应用较多的石墨烯衍生物主要是功能化的氧化石墨烯。氧化石墨烯通常是由石墨经化学氧化，超声制备获得。氧化石墨烯含有大量的含氧活性基团，如羰基，羧基，羟基与环氧基等。由于氧化石墨烯上含有大量的含氧活性基团，因此具有良好的生物相容性和水溶液稳定性，同时有利于化学功能性修饰，以达到在不同领域应用的目的。但同时这些基团的存在破坏了层面内的的prod;键，大大降低了传导电子的能力，使得其导电性降低。故在药学领域可以利用其导电性的改变及其作为要为载体的优良性质发挥抗癌功用。

1.氧化石墨自身烯导电性及其对其它物质导电性改变

刘燕珍课题组(2)首先采用Hummers法制备出氧化石墨烯（3）。在配制成的氧化石墨烯悬浮液中超生后经离心得到均匀稳定的氧化石墨烯胶状悬浮液，采用微孔滤膜通过真空辅助自组装法（4）制得氧化石墨烯薄膜通过干燥，揭膜得到氧化石墨烯薄膜。然后分别在130℃，150℃，180℃，200℃，在进行真空低温热处理，比较在不同不过温度下的电导率，结果表明：在200℃导电率可达到527S/m。

Zhang等（5）以（NH4）2S2O8为氧化剂将石墨烯与聚苯胺原味复合得到石墨烯/聚苯胺复合材料，但由于在合成过程中采用了强还原剂（水合肼）破坏了聚苯胺的结构，产物的导电率较低（约为1S/cm）。在此基础上范艳煌等课题组（6）通过利用氧化石墨烯片周围存在着的羧基和环氧基等官能团的氧化性，是氧化石墨烯在与聚合物复合过程中充当氧化介质，为聚合反应做出贡献的同时其自身被还原。将氧化石墨烯分散液和苯胺在一定条件下聚合，当反应达到一定温度时，GO表面的环氧基和羧基等具有氧化性质的基团和苯胺单体被活化，进而引发氧化还原反应，苯胺单体失去电子氧化成为阳离子自由基，聚而生成二聚体、多聚体，最终形成聚合物，GO表面大量的活性含氧基团被还原，使其表面的含氧基团由于得到电子而被还原，使其表面的含氧基团减少或消失，达到还原GO的目的，最终得到复合产物石墨烯/聚苯胺。当苯胺（聚苯胺的电导率为0.5S/cm）用量为1ml，氧化石墨烯用量为0.1g，在水域温度为70℃下剧烈搅拌24h，获得的RGO/PANI复合材料用双电侧四探针探测仪测得最佳约为10S/cm。

Gilje et al(7)和Eda et al.(8)使用肼蒸汽将氧化石墨烯还原成化学转化的石墨烯（CCG）,该方法可以通过减少氧原子在氧化石墨烯上的浓度减少其电阻，然而，通过还原剂肼蒸汽的处理并不是十分有效，因为肼蒸汽只能还原在氧化石墨烯薄膜表面表面上的氧密度。Pham et al.(9)和Tung et al(10)将氧化石墨烯碳纳米管溶液和氧化石墨烯肼悬浮液制成CCG超导体薄膜（TCFs)，TCFs的电阻率胃650Omega;/sq.Woo Soon Jang等课题组（11），将非共价分散的石墨烯和单壁碳纳米管通过高压空气喷涂后得到石墨烯-碳纳米管薄膜。将石墨烯-碳纳米薄膜在室温下浸在硝酸溶液30分钟，酸处理后再热平板中110℃热处理10分钟之后在室温下浸在发烟硝酸中处理20分钟，最后再热平板上110℃热处理十分钟，蒸掉多余的酸。酸处理使得石墨烯的基底面和碳纳米管的侧面氮原子浓度增加。将液晶置于聚亚酰胺薄膜和石墨烯碳纳米管薄膜间制成了液晶显示屏。测的电阻率为171Omega;/sq。

Md.Elias Uddin等课题组（12）将离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基磺酸钠（SDS）和非离子型表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚TritonX-100加入到制成的氧化石墨烯分散液中。经过X射线谱及红外光谱分析，表面活性剂的存在非但没有阻碍氧化石墨烯的还原，还形成了功能化石墨烯。据文献报道（13）单纯的氧化石墨烯的导电性为0.002S/m，化学还原合成石墨烯的电导率为4760S/m。当SDBS与GO的质量比为0.25,0.5,1时电导率分别为108S/m,106S/m,97S/m。SDS与GO的质量比为0.25、0.5、1时电导率分别为94S/m、93S/m、95S/m。TRX与GO的质量比为98S/m、92S/m、89S/m。由于表面活性剂的存在增加了氧化石墨烯的电导率,但有趣的是，电导率和表面活性剂的量并无多大关系。

Wang et al(14)和Luong et al(15)合成了聚亚酰胺/氧化石墨烯的纳米复合物，该纳米复合物有着低的介电常数（Dk=2.0）和高的电导率（1.710^-3S/cm）。Potts et al(16)通过微波剥离的氧化石墨烯制备了基于聚碳酸酯的纳米化合物，电导率由2.210^-5S/cm增加到2.510^-3S/cm，再经过230℃的热处理后，电导率可以达到3.610^-2S/cm。基于包含由亚硫酸钠还原成的还原氧化石墨烯的聚乙烯醇的电导率由1.310^-8S/cm增加到8.910^-3S/cm（17）。由于加了2.4%（体积百分数）石墨烯后，据聚对苯二甲酸乙二醇酯的电导率由210^-13S/cm增加到7.410^-2S/cm（18）。Green et al(19)报道了由于溴化石墨烯纳米片的加入共轭聚丙烯腈的电导率由110^-10S/cm增加到210^-3S/cm，提高了七个数量级。Jeong-Hyun Park（20）在前人工作的基础上将石墨烯作为内含物加入到Polybenzimidazobenzophennanthroline(BBL)，它们之间强烈的共轭pi;-pi;增加了纳米复合物的电导率。该实验先制成氧化石墨,由氧化石墨烯经过还原剂DMF、L-抗坏血酸(LAA)、NaBH4、N2H4还原成还原氧化石墨烯rGO-DMF、rGO-LAA、rGO-Na、rGO-H,由化学热处理形成的还原氧化石墨烯rGO-CT。在甲磺酸溶液下，制成BBL与GO、rGO-DMF、rGO-LAA、rGO-Na、rGO-H、rGO-CT的纳米复合物。测纳米复合物的电导率发现BBL/rGO-DMF(1.5310^-4S/cm)10^-4S/cm)10^-4S/cm)10^-4S/cm)10^-3S/cm)，BBL/rGO-CT的电导率比BBL/GO高出近三个数量级。之后，Jeong-Hyun Park等人对这些纳米复合物进行了热处理，发现BBL/GO当热处理温度由25℃-300℃时，BBL/GO的电导率有了显著的变化，增加到1.7510^-3S/cm，提高了三个数量级。而BBL/rGO-DMF,BBL/rGO-LAA，BBL/rGO-NA，BBL/rGO-H，BBL/rGO-CT当热处理温度由25℃-200℃时,提高了一个数量级；当热处理温度由250℃-300℃时，几乎没有变化。再改变BBL/GO，BBL/rGO-CT的重量比后发现BBL/GO（gt;5wt%）时热处理温度由25℃-300℃时电导率增加了三个数量级，BBL/rGO-CT（gt;5wt%）热处理温度由25℃-300℃时，电导率只增加了一个数量级。实验发现，当BBL以rGO-CT作为包含物时，电导率最大。