Graphene oxide: from fundamentals to applications

Abstract

In this review, we discuss the fundamental characterization of graphene oxide (GO) and its future application perspectives. Morphology is discussed through optical microscopy, fluorescence microscopy, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy studies. Chemical, structural, and vibrational properties are discussed through x-ray photoemission spectroscopy and Raman spectroscopy studies. Two easy characterization strategies, based on the correlation between x-ray photoemission spectroscopy and contact angle/optical contrast measurements are reported. Sensing and nano-biotechnology applications are discussed with focus on practical gas sensing and optical sensing, on the one hand, and on the toxicity issue of GO, on the other hand. Synthesis and post-synthesis treatments are also discussed, these latter with emphasis on lithography.

From Seeds to Islands: Growth of Oxidized Graphene by Two-Photon Oxidation

“…Structure and composition of GO is ill-defined and depends on the method of preparation. 13 In the nanoscale, it has been found that GO is heterogeneous material consisting of graphene-like and oxide-like regions. However, it is not clear if the GO produced by the two-photon oxidation is similar to GO produced by chemical methods.…”

Multifunctional, biocompatible and pH-responsive carbon nanotube- and graphene oxide/tectomer hybrid composites and coatings

“…The chemical nature of the interaction with tectomers is, however, different for both carbon nanomaterials: while carboxylic groups in GO are only located at the periphery of the GO structure, epoxyand hydroxyl groups extensively functionalize the basal plane, [86][87][88] and are capable of hydrogen bonding formation with the amino terminal groups of tectomers. Actually, strong ionic hydrogen bonds can be formed if amino groups are protonated as N +__ H•••O.…”

Estudo Através De RMN De 13c No Estado Sólido Sobre a Síntese De Oxido De Grafite Utilizando Diferentes Precursores Grafíticos

“…Em seguida, adicionaram-se gradualmente 3,0 g de KMnO 4 . A mistura foi agitada durante 2 h e depois diluída com água destilada.…”

“…4,5 Desde o estudo pioneiro de Brodie várias rotas químicas foram propostas para sintetizar o OG, como a sugerida por Staudenmaier, 40 anos após Brodie, e por Hummers e Offeman, um século após o primeiro relato.…”

“…2,3 Além disso, a completa esfoliação do OG em meio aquoso permite a obtenção do material conhecido como óxido de grafeno, este também um material com aplicações promissoras em áreas como catálise, adsorção e eletroquímica, dentre outras. 4,5 Desde o estudo pioneiro de Brodie várias rotas químicas foram propostas para sintetizar o OG, como a sugerida por Staudenmaier, 40 anos após Brodie, e por Hummers e Offeman, um século após o primeiro relato. 6,7 Os produtos das reações relatadas por esses pesquisadores apresentavam grandes variações em sua composição, em função não somente dos diferentes reagentes oxidantes utilizados em cada uma (KClO 3 /HNO 3 nos métodos de Brodie e Staudenmaier e H 2 SO 4 /KMnO 4 no método de Hummers) mas também da fonte de grafite empregada e das condições reacionais.…”