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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

由于GO表面具有丰富的亲水性基团，如羟基、环氧、和羧基等，GO很容易分散在水溶液以及生理环境中。目前，GO及相关的石墨烯纳米材料正在大规模商业化生产中，随着生产和应用的不断增长，GO很可能通过各种形式释放至环境中且达到显著水平，从而引发水环境的污染，形成潜在的环境与健康风险。当GO进入水环境后，可能与水中的无机离子和天然有机物质等反应，从而能改变其表面性质，也可能改变GO的分散凝聚行为，影响其稳定性。各种环境因素均可能对GO在水中的凝聚扩散与迁移产生影响，GO纳米颗粒的凝聚状态可能在确定其毒性水平中发挥作用。由于GO可能会成为潜在的水体污染物，威胁到人类健康与生态环境，因而有关其凝聚行为的研究是当前的热点。本研究重点从理化性质分析的角度，探究各种环境因素对GO粒子在天然水环境中稳定性的影响机制，揭示GO在水环境中的归趋，为全面掌握氧化石墨烯类纳米材料在自然环境的归趋和命运规律，正确评价和预测GO的生态风险和环境行为提供可靠理论基础和支持。

国内外研究现状

石墨烯(Graphene)又称单层石墨片，是一层密集排列在六角型呈蜂巢晶格上的碳原子所构成的薄膜，其不仅是目前世界上已知的最薄材料，还是当前唯一发现的二维自由态原子晶体[[1]]。石墨烯中的碳原子以独特的二维结构进行排列，具有许多优异的特质，例如其强度大、导热性与导电性极好，具备超大的比表面积，而且其合成原料是石墨，价格低廉。因而，石墨烯在晶体管、太阳能电池、传感器、超级电容器、场发射和催化剂载体等方面有着良好的应用前景，被学界认为是一种可以大力促进科学研究进步的化学材料。

中国科学院预计，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件，在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用[[2]]。目前，全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2 500 t半导体晶硅，纯石墨烯的市场价格约为人民币1 000元/ g，其若能替代晶硅市场份额的10%，就可以获得5 000亿元以上的经济利益；全球每年对负极材料的需求量在2.5万t以上，并保持了20%以上的增长，石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%，就可以获得2 500t的市场规模。可见，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下，目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼，而主要的研究热点则集中在储能、电化学分析和石墨烯的生物安全性等方面。

2. 研究的基本内容

（1）环境因素对水中 go 纳米颗粒稳定性的影响

经过初步考查，模拟 go 水环境中可能发生的暴露形式；建立 go 纳米颗粒在水中的大小、形态和表面电荷等各种理化特性指标的有效表征方法；通过进一步探究发现酸碱度、离子强度、阳离子价态和 nom 等不同环境因素对 go表面性质的影响。

（2）水中 go 凝聚动力学研究

3. 实施方案、进度安排及预期效果

配制溶液，测定四种不同有机物分别投入含Ca Mg Na离子的GO水溶液中，计算凝聚动力学和研究GO的稳定性。超滤FA和HA，分成1K1-10K10-100K和100K的四个区间，研究不同分子量的有机物对于GO稳定性的影响。

4. 参考文献

方华, 荆洁, 于江华, 等. 天然有机物和电解质对水中 c60 凝聚行为的影响[j]. 环境科学, 2015, 36(10): 003715-3719.

方华, 孙宇心, 于江华,等. 腐殖酸对水中多壁碳纳米管凝聚特性的影响[j].中国环境科学, 2015, 35(5):1410-1415.

魏红敏, 田志宏. 氧化石墨烯的制备方法及应用研究进展[j]. 长江大学学报自然科学版: 医学 (下旬), 2015, 12(5): 58-62.