Graphenoxid

Graphenoxid (GO) ist ein kohlenstoffbasiertes 2D-Nanomaterial, das in der Regel durch die Reaktion von Graphit mit einem starken Oxidationsmittel und anschließender wässriger Aufarbeitung hergestellt wird. Es ist aus einem ausgedehnten hexagonalen Kohlenstoff-Grundgerüst aufgebaut, welches eine variable Menge an Punkt- und ausgedehnten Lochdefekten innerhalb der Kohlenstoff-Ebene besitzt. Dieses Kohlenstoffgitter ist auf beiden Seiten sowie dem Rand mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen dekoriert. Dieses Material ist ein vielversprechendes Ausgangsmaterial für die Massenherstellung von Graphen. Der Name Graphenoxid ist der Grundterminus für sämtliche monolagigen Graphen-Derivate mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen, während multilagiges Graphenoxid hingegen als Graphitoxid bezeichnet wird.

Für die Herstellung von Graphenoxid aus Graphit gibt es aus historischen Gründen kein einheitliches Protokoll. Zwar sind die zugrunde liegenden Reaktionen zur Gewinnung der „Graphitsäure“ (Brodie 1859, Staudenmaier 1898, Charpy 1909 und Hofmann 1937) seit vielen Jahrzehnten bekannt, allerdings wurde die laminare Natur und somit die mögliche Exfoliation von Graphitoxid zu Graphenoxid erst weitaus später herausgefunden. Die aktuell am meisten verwendete Methode der Darstellung basiert auf der Methode von William S. Hummers und Richard E. Offeman (1958), da diese einfach durchzuführen ist und relativ ungefährliche Chemikalien verwendet werden. Je nach Methode variieren die Ausbeute, der Funktionalisierungsgrad des sp²-Gitters, die Anzahl der eingeführten Lochdefekte und somit die letztendliche Qualität des erhaltenen Graphenoxids stark.