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在國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、中科院重大項目和“973”重大研究項目等多項課題的資助下，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所低溫等離子體應(yīng)用研究室研究員王祥科帶領(lǐng)的環(huán)境化學(xué)研究團(tuán)隊在考察環(huán)境介質(zhì)對氧化石墨烯聚集和沉積行為影響的研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域國際雜志《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上（Environmental Science & Technology）。

石墨烯由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性能在眾多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，這使得作為制備石墨烯重要原料的氧化石墨烯需求量大增。隨著大量氧化石墨烯的生產(chǎn)和使用，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和處置的過程中具有生物毒性的氧化石墨烯不可避免會進(jìn)入環(huán)境中，從而威脅人類的健康和生態(tài)系統(tǒng)的安全。一旦氧化石墨烯進(jìn)入環(huán)境中，氧化石墨烯與環(huán)境介質(zhì)的相互作用將影響氧化石墨烯在環(huán)境中的遷移，進(jìn)而影響其生物可利用性。因此全面考察環(huán)境介質(zhì)對氧化石墨烯聚集和沉積行為的影響對于評估它對環(huán)境的影響和風(fēng)險具有重要意義。

基于上述考慮，在導(dǎo)師王祥科研究員的指導(dǎo)下，任雪梅博士選取氧化鋁為模型，較系統(tǒng)地考察了不同溶液條件（包括不同pH值，溶液中常見的陰陽離子，水溶性有機(jī)物）下以及不同水體（包括天然水體和合成水體）中鋁氧化物對氧化石墨烯聚集和沉積行為的影響。發(fā)現(xiàn)氧化鋁對氧化石墨烯聚集和沉積行為的影響依賴于溶液的pH值和溶液中電解質(zhì)的類型和濃度：在酸性pH值下，氧化石墨烯的聚集和沉積行為主要受pH值和氧化鋁中溶出的Al3+的影響；在堿性pH值下，氧化鋁中溶出的Al（OH）4-能與氧化石墨烯形成路易斯酸堿作用，從而影響其聚集和沉積行為；而在中性溶液中，氧化鋁主要通過與氧化石墨烯形成試劑絡(luò)合和靜電作用影響其聚集和沉積行為。還發(fā)現(xiàn)水體中的MgCl2和CaCl2可以通過電荷屏蔽和中和作用降低氧化石墨烯在水體中的穩(wěn)定性，而NaH2PO4和水溶性有機(jī)物可以通過靜電排斥和空間位阻作用提高氧化石墨烯在水體中的穩(wěn)定性。天然水體中含有豐富的電解質(zhì)和水溶性有機(jī)物，兩者都會影響氧化石墨烯在環(huán)境中的遷移行為，后者的濃度較低不足以穩(wěn)定水體中氧化石墨烯，故氧化石墨烯在天然環(huán)境（含鋁氧化物的水陸過渡區(qū)）中更容易沉積，遷移性很差。該部分的結(jié)果為評估氧化石墨烯在含鋁氧化物的水陸過渡區(qū)的遷移提供了重要信息。