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Diese Seite wurde am 2025-11-28 aktualisiert und wird regelmäßig bei neuen Erkenntnissen überarbeitet.
Schwefelsäureester, die oft nach der kalten Aufarbeitung von Graphitoxid während der Synthese vorhanden sind, werden durch Säuren und Basen gespalten. Konzentrierte Säuren mit oxidierbaren Anionen (Bsp.: HCl) führen zu einer partiellen Reduktion, starke Basen hingegen führen zu einer scheinbaren Reduktion (genauer: Disproportionierung von GO zu partiell reduziertem GO und: CO/CO2). Veränderungen des Materials können bei Lagerung unter 10 °C größtenteils unterbunden werden. Dennoch zeigen theoretische Computerberechnungen sowie experimentelle Ergebnisse, dass auch unter diesen Bedingungen funktionelle Gruppen nicht zwangsweise stabil am Kohlenstoffgitter gebunden sind, sondern sich dennoch umlagern können. In der Gegenwart von mehrwertigen Kationen neigt Graphenoxid zur Agglomeration durch Komplexbildung zwischen den einzelnen Graphenoxid-Flocken.
Quellen: de.wikipedia.org
=== Funktionalisierung === Eine kovalente Funktionalisierung des Kohlenstoffgitters ist möglich über Arylradikale via Diazoniumsalze. Die Modifikation schon während der Synthese eingeführter Gruppen ist möglich über Reaktionen mit Ammoniak/Aminen, Natriumazid oder Isocyanat. Eine nicht-kovalente Funktionalisierung ist möglich mit Alkylaminen über elektrostatische Anziehung von negativ geladenen Schwefelsäureestern mit den positiv geladenen Alkylammonium-Ionen, sowie mit oberflächenwirksamen Tensiden (Natriumdodecylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumcholat, …). Partiell reduziertes Graphenoxid kann mit Hilfe gängiger Tenside (SDS, SDBS, Natriumcholat …) gegenüber Agglomeration stabilisiert werden.
Quellen: de.wikipedia.org
=== Partikelgröße === Die Größe der einzelnen Graphenoxid-Partikel kann durch Nachbearbeitung mittels Ultraschall, Kugelmühle, Jet-Kavitation etc. gesteuert werden. Je nach verwendeter Graphit-Quelle und Delaminierungstechnik sind Partikelgrößen von 50 nm bis unter 20 nm einfach und relativ schnell herstellbar. Da der Teilchenbruch dem Potenzgesetz folgt, brechen kleinere Partikel langsamer als größere. Weiterhin wurde gezeigt, dass die Bruchrate von Grad und Art der Funktionalisierung abhängt: Einerseits bricht Graphenoxid mit einer höheren Dichte an funktionellen Gruppen unter externem Stress leichter als ein Derivat mit weniger funktionellen Gruppen. Enthält das Graphenoxid schwere Schwefelsäure-Ester als funktionelle Gruppen, so ist die Bruchrate im Vergleich zu einem Graphenoxid mit ausschließlich Hydroxyl- und Peroxid-Gruppen bei gleichem Funktionalisierungsgrad erhöht.
Quellen: de.wikipedia.org
=== Dispergierbarkeit === Je nach Synthese und Art und Menge der funktionellen Gruppen ist Graphenoxid in vielen polaren Lösungsmitteln wie Ethanol, Methanol, DMF, NMP, CHP und Wasser dispergierbar. Teilweise ist eine Aggregation zu Multilagen in reinen organischen Lösungsmitteln sichtbar, kann aber durch die Zugabe von geringen Mengen Wasser verhindert werden. Über nicht-kovalente Funktionalisierung – z. B. mit Alkylaminen – ist auch eine gewisse Dispergierbarkeit in weniger polaren Lösungsmitteln wie THF möglich. Graphenoxid wird mit fortschreitender Reduktion – beispielsweise durch Hydrazin oder Natriumborhydrid – zunehmend schlechter dispergierbar in Wasser. Dies kann durch die Zugabe von Tensiden komplett verhindert werden.
Quellen: de.wikipedia.org
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