還元されたグラフェン酸化物RGOならびに少なくとも1つの金属および金属の酸化物のナノ粒子を含むナノ複合体であって、前記金属が、少なくとも1つの金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムを含む、ナノ複合体。ナノ粒子が約1nm~100nmの直径を有する、請求項1記載のナノ複合体。ナノ粒子が約3nm~10nmの直径を有する、請求項1記載のナノ複合体。ナノ複合体が、RGO-Ag、RGO-Au、RGO-Pt、RGO-Pd、RGO-Fe、RGO-Rh、RGO-MnOx、RGO-CoO、RGO-TeO2、RGO-Ce2O3、RGO-Cr2O3の少なくとも1つを含む、請求項1記載のナノ複合体。ナノ粒子が非球状である、請求項1記載のナノ複合体。ナノ粒子が四面体形状、三角形状、角柱形状、ロッド形状、六角形状、立方体形状、リボン形状、管形状、らせん形状、樹枝形状、花形状、星形状、またはそれらの組み合わせのものである、請求項1記載のナノ複合体。ナノ複合体が、水から1以上の重金属を吸着することができる、請求項1記載のナノ複合体。1以上の重金属が、少なくとも1つの鉛PbIIおよびマンガンMnII、銅CuII、ニッケルNiII、カドミウムCdIIおよび水銀HgII金属を含む、請求項7記載のナノ複合体。ナノ複合体が、少なくとも1つのアルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロン、またはヤシ殻を含む材料上に担持されている、請求項1記載のナノ複合体。ナノ複合体を含む吸着剤であって、前記ナノ複合体が、還元されたグラフェン酸化物RGOならびに少なくとも1つの金属および金属の酸化物のナノ粒子を含み、前記金属が、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの少なくとも1つを含む、吸着剤。吸着剤が、水から1以上の重金属を吸着させるために用いられる、請求項10記載の吸着剤。1以上の重金属が、少なくとも1つの銅鉛PbIIおよびマンガンMnII、CuII、ニッケルNiII、カドミウムCdIIおよび水銀HgII金属を含む、請求項11記載の吸着剤。ナノ複合体が、少なくとも1つのアルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロンおよびヤシ殻を含む材料上に担持されている、請求項12記載の吸着剤。吸着剤を1以上の重金属で汚染された水と混合することによって吸着剤がバッチセットアップで使用される、請求項10記載の吸着剤。吸着剤床に1以上の重金属で汚染された水を通過させることによって、吸着剤がカラムセットアップで使用される、請求項10記載の吸着剤。ナノ複合体を含む吸着剤であって、前記ナノ複合体が、還元されたグラフェン酸化物RGOならびに少なくとも1つの金属および金属の酸化物のナノ粒子を含み、前記金属が、少なくとも1つの金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムを含み、前記ナノ複合体が基体に結合している、吸着剤。基体が、少なくとも1つのシリカ、アルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロン、およびヤシ殻を含む、請求項16記載の吸着剤。ナノ複合体が、少なくとも1つのキトサン、ポリアニリン、ポリビニルアルコール、およびポリビニルピロリドンPVPを用いることによって基体に結合される、請求項16記載の吸着剤。吸着剤が、1以上の重金属を水から吸着するために用いられる、請求項16記載の吸着剤。1以上の重金属が、少なくとも1つの銅鉛PbIIおよびマンガンMnII、CuII、ニッケルNiII、カドミウムCdIIおよび水銀HgII金属を含む、請求項16記載の吸着剤。ナノ複合体が、少なくとも1つのアルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロン、およびヤシ殻を含む材料上に担持されている、請求項16記載の吸着剤。吸着剤と1以上の重金属で汚染された水とを混合することによって、吸着剤がバッチセットアップで使用される、請求項16記載の吸着剤。吸着剤床に1以上の重金属で汚染された水を通過させることによって、吸着剤がカラムセットアップで使用される、請求項16記載の吸着剤。ナノ複合体を含む吸着剤を含むろ過装置であって、前記ナノ複合体が、還元されたグラフェン酸化物RGOならびに少なくとも1つの金属および金属の酸化物のナノ粒子を含み、前記金属が、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの少なくとも1つを含み、前記ナノ複合体が基体に結合している、ろ過装置。基体が、少なくとも1つのシリカ、アルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロンおよびヤシ殻を含む、請求項24記載のろ過装置。少なくとも1つのキトサン、ポリアニリン、ポリビニルアルコール、およびポリビニルピロリドンPVPを用いることによってナノ複合体を基体に結合させる、請求項25記載のろ過装置。ろ過装置が、キャンドル、放射状多孔性ブロック、垂直多孔性ブロック、濾床、パケットおよびバッグのうちの1つである、請求項24記載のろ過装置。ナノ複合体を作製する方法であって、金属前駆体を還元されたグラフェン酸化物RGOによって還元することを含む、方法。金属前駆体がRGOによって約40°Cまでの温度で還元される、請求項28記載の方法。金属前駆体がRGOによってその場で還元される、請求項28記載の方法。RGOが、グラフェン酸化物GOの化学的、生物学的、物理的、光化学的、または熱水還元によって得られる、請求項28記載の方法。金属前駆体およびGOを同時に還元することをさらに含む、請求項31記載の方法。あらかじめ形成された金属またはあらかじめ形成された金属酸化物ナノ粒子およびRGOを混合することをさらに含む、請求項28記載の方法。金属前駆体が、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの1以上の化合物を含む、請求項28記載の方法。金属前駆体中のカウンターイオンが、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、および重炭酸塩の1以上を含む、請求項34記載の方法。GOがグラファイト源を酸化することによって得られる、請求項31記載の方法。グラファイト源が少なくとも1つの化石燃料および糖を含む、請求項36記載の方法。金属前駆体およびRGOの濃度を変えることによって、ナノ複合体のサイズを変えることをさらに含む、請求項28記載の方法。吸着剤を作製する方法であって、請求項28記載のナノ複合体をシリカに結合させることを含む、方法。請求項28記載の方法によって形成されるナノ複合体。約50nm~5μmの幅を有する、請求項1~28記載のナノ複合体。ナノ複合体が、球状、四面体形状、三角形状、角柱形状、ロッド形状、六角形状、立方体形状、リボン形状、管形状、らせん形状、樹枝形状、花形状、星形状、シート形状またはそれらの組み合わせのものである、請求項1または28記載のナノ複合体。ナノ複合体がスーパーコンデンサで用いられる、請求項1または28記載のナノ複合体。ナノ複合体が、スズキカップリングを含む有機反応において用いられる、請求項1または28記載のナノ複合体。ナノ複合体が、スズキカップリング、水素化および脱水素化反応、ならびに石油のクラッキングの少なくとも1つを含む有機反応において使用される、請求項1または28記載のナノ複合体。ナノ複合体が、燃料電池および水素貯蔵における酸素還元反応の触媒として用いられる、請求項1または28記載のナノ複合体。本発明は、本発明の以下の詳細な説明および本明細書中に含まれる実施例を参照することによってさらに容易に理解することができる。本発明の化合物、組成物、物品、システム、装置、および/または方法を開示され、記載する前に、特に明記しない限り特定の方法に限定されない、または特に明記しない限り特定の試薬に限定されず、したがって、もちろん様々であり得ると理解されるべきである。本明細書中で用いられる用語は特定の態様を記載するためだけであり、限定的ではないことも理解されるべきである。本明細書中で記載されるものと類似しているかまたは同等である任意の方法および材料を本発明の実施または試験で用いることができるが、ここでは例示的方法および材料を記載する。定義特に別段の定めがない限り、本明細書中で用いられる全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の通常の知識を有する者により通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中で記載されるものと類似または同等の任意の方法および材料を本発明の実施または試験で用いることができるが、ここでは例示的方法および材料を記載する。明細書および添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形a、anおよびtheは、文脈で明らかに記載されていない限り複数の対象を含む。したがって、例えば、溶媒asolventについての言及は、2以上の溶媒の混合物を含む可能性がある。範囲は、本明細書中では、約1つの特定の値から、および/または約別の特定の値までとして表すことができる。そのような範囲が表される場合、別の態様は、1つの特定の値から、および/または他の特定の値までを含む。同様に、先行詞約の使用によって、値が近似値として表される場合、特定の値は別の態様を形成することが理解されよう。範囲のそれぞれの終点は、他の終点に関して、また他の終点と独立しての両方で重要であることがさらに理解される。本明細書中では多くの値が開示され、それぞれの値はまた本明細書中ではその値自体に加えて、約その特定の値としても開示されると理解される。例えば、値10が開示される場合、約10も開示される。2つの特定の単位間の各単位も開示されることも理解される。例えば、10および15が開示される場合、11、12、13、および14も開示される。本明細書中で用いられる場合、任意のまたは場合によってという用語は、その後に記載される事象または状況が起こり得るかまたは起こり得ないこと、および説明が、前記事象または状況が起こる場合、および起こらない場合を含むことを意味する。本発明の組成物を調製するために用いられる成分ならびに本明細書中で開示される方法で使用される組成物自体が開示される。これらや他の材料が本明細書中で開示され、これらの材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、群などが開示される場合、これらの化合物のそれぞれの様々な個別および包括的組み合わせおよび置換が明確に開示されていなくても、それぞれが特に想定され、本明細書中で記載されていると理解される。例えば、特定の化合物が開示され、検討され、そして化合物を含む多くの分子に対してなし得る多くの修飾が検討される場合、特に別段の記載がない限り化合物のありとあらゆる組み合わせおよび置換ならびに可能である修飾が特に想定される。したがって、分子A、B、およびCのクラスならびに分子D、E、およびFのクラスが開示され、そして組み合わせ分子の一例A-Dが開示される場合、それぞれが個々に記載されていなくても、それぞれは個々にかつ包括的に想定され、組み合わせA-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E、およびC-Fが開示されると考えられることを意味する。同様に、これらの任意のサブセットまたは組み合わせも開示される。したがって、例えば、A-E、B-F、およびC-Eのサブグループが開示されると考えられる。この概念は、本発明の組成物を作製する方法および使用する方法におけるステップを含むが、これらに限定されない本出願の全ての態様に当てはまる。したがって、実施することができる様々な追加のステップがあるならば、これらのさらなるステップのそれぞれを、本発明の方法の任意の特定の実施形態または実施形態の組み合わせで実施することができることが理解される。本明細書中で開示される材料のそれぞれは、商業的に入手可能である、および/またはその製造方法は当業者に公知である。本明細書中で開示される組成物はある機能を有すると理解される。本明細書中で開示されているのは、開示された機能を果たすためのある構造要件であり、開示された構造に関連して同じ機能を果たすことができる様々な構造があり、これらの構造は、典型的には同じ結果を達成すると理解される。本明細書中で用いられる場合、グラファイト材料という用語は、グラファイトを含む任意の材料を指す。グラファイトという用語は、限定されないが、例えば、結晶性グラファイト、膨張グラファイト、剥離グラファイト、およびグラファイトフレーク、シート、粉末、繊維、純粋なグラファイト、およびグラファイトをはじめとする天然および合成形態のグラファイトを含む、任意の形態のグラファイトを指す。グラファイトが存在する場合、1以上のグラファイト炭素は、互いに平行に積み重ねられた六角形に配置された炭素原子の層を含む、秩序正しい三次元グラファイト結晶構造の特徴を有する可能性がある。グラファイト炭素の存在は、X線回折によって確認することができる。InternationalCommitteeforCharacterizationandTerminologyofCarbonによって定義され、JournalCarbonVol20p445で開示されているように、グラファイト炭素は、グラファイトが構造欠陥を有するかどうかにかかわらず、グラファイトの同素形で存在する任意の炭素であり得る。簡潔に上述したように、本開示は、RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体を含む材料に関する。複合体は、RGOの固有の還元能力を用いた、RGOと金属前駆体との間の単純なレドックス反応によって調製される。1つの態様において、GO/RGO/RGO-複合体をシリカ上に担持させる。大量に入手可能であり、かつ環境にやさしい生体材料であるキトサンを、このプロセスのバインダーとして用いることができる。RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体1つの態様において、本発明のナノ複合体は、GO/RGOと好適な金属/金属酸化物ナノ粒子との複合体を含んでもよい。ナノ複合体中に組み入れることができる金属としては、限定されないが、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロム、セリウム、またはそれらの組み合わせが挙げられる。ナノ複合体中に組み入れることができる金属酸化物としては、限定されないが、MnO2などが挙げられる。例示的ナノ複合体は、式RGO-Ag、RGO-Au、RGO-Pt、RGO-Pd、RGO-Fe、RGO-Rh、RGO-MnOx、RGO-CoO、RGO-TeO2、RGO-Ce2O3、RGO-Cr2O3およびそれらの組み合わせに対応する可能性がある。ナノ複合体RGO-金属/金属酸化物の組成は、式中、様々な組成比の成分を含む可能性がある。そのようなナノ複合体の組成は、レドックス反応中の各成分、例えば、RGOおよび金属/金属酸化物の相対量を調節することによって調整することができると理解されるべきである。反応に関与する成分の濃度はさまざまであり、ナノ複合体中の金属/金属酸化物ナノ粒子の直径が、1~100nm、さらに詳細には3~10nmの範囲で変動することにつながる。本発明のナノ複合体は、様々な方法によって調製することができる。記載された方法におけるステップおよび/または成分を接触させる特定の順序は様々である可能性があると理解されるべきであり、本発明は、個々の成分またはステップの任意の特定の順序、配列、または組み合わせに限定されることを意図されない。当業者は、本開示を把握して、ナノ複合体を製造するためのステップおよび/または成分の適切な順序または組み合わせを容易に決定することができる。グラファイト材料を酸化して、グラフェン酸化物GOを得ることができる。1つの態様において、グラファイト材料は、化石燃料から糖まで及ぶ種々の天然に存在する材料から得られる任意の形態のグラファイトを含む任意の材料であり得る。本明細書中で記載されるものなどのグラファイトおよび炭素材料は、商業的に入手可能である、および/または本開示を把握した当業者が製造することができる。グラファイトの完全酸化は、予備酸化ステップを実際の酸化の前におこなうことによって確実にすることができる。予備酸化されたグラファイトを次いで酸化ステップ中に完全に酸化させて、GOを形成することができる。GOを次いで還元してRGOを得る。様々な態様において、RGOは、当該技術分野で公知の任意の化学的、物理的、生物学的、光化学または熱水プロセスを用いて調製することができる。その後、金属前駆体をRGOと混合する。前述のような様々な態様において、金属前駆体は、1以上の金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含み得る。金属前駆体の還元は、RGOの固有の還元特性によって現場で実施することができ、それによってRGO-金属/金属酸化物ナノ複合体の形成に至る。1つの態様において、ナノ複合体中に存在する所望の金属のそれぞれの前駆体をRGOと混合して、ナノ複合体を形成する。他の態様において、前駆体のいずれか1つ以上を一緒に混合して、1以上の混合物を形成する。混合物を次いでRGOと混合して、ナノ複合体を形成する。1つの態様において、1以上の金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの前駆体ならびにRGOを混合することによって、ナノ複合体を調製する。さらに別の態様において、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの少なくとも2つの前駆体は、RGOと混合される前に、残りの成分とは別に混合される。様々な前記態様において、金属前駆体の還元は、室温で、例えば限定されないが、約40°Cより低い任意の温度で実施される。1つの態様において、ナノ複合体は、金属/金属酸化物前駆体およびGOを室温で同時に還元することによって調製することができる。別の態様において、ナノ複合体は、例えばチタン、ジルコニウム、ランタン、ニッケル、亜鉛、またはそれらの組み合わせなどのあらかじめ形成された金属/金属酸化物ナノ粒子およびRGOを室温40°C未満で混合することによって調製することができる。他の態様において、ステップのそれぞれを、異なる組み合わせおよび/または異なる順序で実施する。特定の混合方法、温度、および混合の程度は、特定の成分および結果として得られるナノ複合体の所望の特性に応じて変わる可能性がある。特定の態様において、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロムおよびセリウムの1以上の前駆体を混合した後、RGOと混合する。さらに別の態様において、例えば銀前駆体などの1以上の前駆体成分を、残りの成分の混合物と混合する。記載された方法およびそれらの変形のいずれについても、前駆体の全てを同時に混合する必要はなく、前駆体の1部分以上を所定の時間で混合し、残りの部分を任意の他のステップまたは混合の前、同時、または後で混合することができることに留意すべきである。別の態様において、金、銀、白金、パラジウム、コバルト、マンガン、鉄、テルル、ロジウム、ルテニウム、銅、イリジウム、モリブデン、クロム、チタン、ジルコニウム、ランタン、ニッケル、亜鉛およびセリウムおよび/またはそれらの酸化物の1以上の前駆体を混合して、金属/金属酸化物ナノ粒子の混合物を形成し、次いで混合物をRGOと接触させる、および/またはRGOと混合する。各成分の前駆体は様々であり得、本発明は任意の特定の前駆体材料に限定されることを意図されない。1つの態様において、前駆体は、当該化合物が前駆体である特定の金属を含有する任意の化合物を含む可能性がある。例えば、銀前駆体は、任意の銀含有化合物を含む可能性があり;マンガン前駆体は任意のマンガン含有化合物を含む可能性があり;そしてパラジウム前駆体は任意のパラジウム含有化合物を含む可能性がある。当業者は、本開示を把握して、所望のナノ粒子を製造するための適切な前駆体材料を容易に選択することができる。例えば、金属前駆体中のカウンターイオンは、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、重炭酸塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。そのような態様において、金属前駆体の成分は、硝酸銀、クロロ金酸、過マンガン酸カリウム、PdCl4、H2PtCl6、CrO3、アクアペンタミンCoIII塩化物、三酸化ロジウム、二酸化ルテニウム、三酸化クロムまたはそれらの組み合わせを含む可能性がある。他の特定の方法および組み合わせが本明細書中に記載され、他の記載されていない組み合わせおよび変形と合わせて、本発明に含まれることが意図される。1つの態様において、1以上のナノ複合体は、均一または実質的に均一な組成物を含み得る。そのような態様において、ナノ粒子の構造全体にわたって同一または実質的に同一の化学量論および化学組成を有する1以上のナノ複合体。そのような態様において、化学量論の小さな変動ならびに/または汚染物質および/もしくは不純物の存在は、ナノ複合体の一部を均一でないようにするものではない。別の態様において、1以上のナノ複合体は、ナノ複合体の残りの部分とは異なる化学組成を有するコアを含まない。本発明のナノ複合体およびナノ粒子は、例えば、重金属を水から除去するための吸着剤などの所望の適用に適した任意の形状およびサイズを有する可能性がある。ナノ複合体/ナノ粒子形状は、合成様式、ならびに任意の後処理および/または熟成に依存する可能性があると理解されるべきである。したがって、ナノ複合体/ナノ粒子が作製および/または保存される条件に応じて、様々な形状が想定される。例示的ナノ複合体/ナノ粒子は、限定されないが、三角形、角柱、四角形、ロッド、六角形、立方体、リボン、環状、らせん、樹枝状、花、星、シートまたはそれらの組み合わせをはじめとする形状を有する可能性がある。特定の態様において、ナノ複合体/ナノ粒子の少なくとも一部は、三角形の形状を含む。別の態様において、ナノ複合体/ナノ粒子の少なくとも一部は、角柱または角柱形状を含む。さらに別の態様において、ナノ複合体/ナノ粒子の少なくとも一部は、四角形の形状を含む。さらに別の態様において、ナノ複合体/ナノ粒子の少なくとも一部は四面体の形状を含む。1つの態様において、ナノ複合体/ナノ粒子の全てまたは一部は、フレークを含まない。他の態様において、ナノ複合体/ナノ粒子は、黄銅鉱構造を有し得る。ナノ複合体の所定のバッチは、形状分布を有し得る即ち、合成バッチ内の様々なナノ複合体/ナノ粒子は、異なる形状を有し得ると理解されるべきである。シリカと結合したRGO-金属/金属酸化物ナノ複合体1つの態様において、RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体は、限定されないが、シリカなどの担持材料または基体上に固定されている。結果としての担持された複合体は、水から重金属廃棄物を除去するために用いられる。様々な態様において、担持材料は、アルミナ、ゼオライト、活性炭、セルロース繊維、ココナッツ繊維、クレー、バナナシルク、ナイロン、ヤシ殻およびそれらの組み合わせをさらに含んでもよい。1つの態様において、RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体は、キトサンなどの好適な環境にやさしい結合剤を用いることによって、シリカに結合させることができる。結合剤は、ポリアニリン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンPVP、およびそれらの組み合わせをさらに含んでもよい。浄水応用上述のように、RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体は、水から重金属を除去するための吸着剤組成物として用いることができる。重金属の例としては、鉛PbIIおよびマンガンMnII、銅CuII、ニッケルNiII、カドミウムCdIIおよび水銀HgIIが挙げられるが、これらに限定されるものではない。例示的水源は、地下水源、工業原料、水道水、水源および/またはそれらの組み合わせのいずれかであり得る。1つの態様において、吸着組成物は、汚染水と混合することによってバッチセットアップで使用することができる。別の態様において、汚染水は吸着剤床に通すことによって、吸着剤組成物をカラムセットアップで使用される。さらに別の態様において、吸着剤組成物を、限定されないが、シリカなどの好適な担持材料と結合させ、結果としての組成物を用いて汚染水を処理することができる。様々な態様において、吸着剤組成物結合の有無に関わらないを使用して、汚染水から重金属を除去するためのフィルターを調製する。フィルターは、キャンドル、多孔性ブロック放射状および/または垂直、濾床、パケット、バッグなどを含む様々な形態で設計することができる。他の応用本開示のナノコーティングはさらに、スーパーコンデンサ、スズキカップリングなどの有機反応、水素化反応および脱水素化反応、ならびに石油のクラッキングにおいて、燃料電池、水素貯蔵などにおける酸素還元反応の触媒においても適用される可能性がある。以下の実施例は、本明細書中で請求される化合物、組成物、物品、装置および/または方法の作製および評価法の完全な開示および記載を当業者に提供するように記載され、本発明の純粋な例示を意図し、発明者らが自身の発明とみなす範囲をなんら限定することを意図されない。数例えば、量、温度などに関して正確さを保証する努力がなされているが、若干の誤差および偏差を考慮すべきである。特に記載されない限り、部は重量部であり、温度は°Cで表されるか、または周囲温度であり、圧力は大気圧または大気圧付近である。1.RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体の調製グラファイト粉末からの例示的GO合成は、Kovtyukhovaらによって報告されている修正されたHummers法その内容は、参照することによって本明細書中に組み込まれるに基づいて実施した。容積をスケールアップして、実験要件に合わせた。完全な酸化は、予備酸化ステップを実際の酸化より先におこなうことによって確実にした。予備酸化されたグラファイトは酸化ステップ中に完全に酸化されてGOを形成し、その詳細は、Kovtyukhovaらによって報告されている。GO還元は、Liらによって報告されている手順と同様にして実施したその内容は、参照することによって本明細書中に組み込まれる。手短に言うと、GOを音波処理によって剥離させ、ヒドラジン水和物溶液水中35重量を添加し、撹拌した。アンモニア溶液水中28重量の添加によって溶液をアルカリ性にした。混合物を90°Cで加熱した。GOのRGOへの還元が約2時間で起こる。この試料は、精製された還元グラフェン酸化物シートRGOと呼ばれる。25mLのRGOを50mLのビーカーにとり、計算された容積の金属イオン前駆体KMnO4、HAuCl4、AgNO3、H2PtCl6、PdCl2などを添加して、溶液中の最終濃度が0.01、0.025、0.05、0.1、0.3mMなどとなるようにした。混合物を静かに12時間30°Cにてインキュベートした。後に、全ての溶液を蒸留水に対して5日間透析した。透析後、試料をさらなる使用のためにガラスビン中で保管し、その結果、RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体が生じた。2.RGO-金属/金属酸化物ナノ複合体の担持材料への結合RGO複合体をシリカ上に担持させるために、以下のプロトコルを採用した。最初に、調製したままのRGO-MnO2/RGO-AgおよびキトサンCh溶液1.5酢酸中0.8キトサンを1:1比で混合した。混合物を十分に撹拌して、均質な分散液を得た。25mLの均質な分散液を10gのシリカに添加し、十分に混合した。混合物を約40°Cにて一定して撹拌しながら乾燥して、均一なコーティングを確実にした。コーティングを安定化するために、乾燥試料をアンモニア溶液35中に約1時間浸し、その後、洗浄水のpHがほぼ中性になるまで蒸留水で洗浄した。材料を40°Cにて一晩乾燥し、さらなる使用のためにガラスビン中で保管した。3.浄水の実証2つのRGO-金属/金属酸化物組成物RGO-MnO2およびRGO-Ag担持および非担持形態の両方を水性媒体からのHgIIの除去におけるそれらの有用性について評価した。RGO、活性炭AC、Ag添着炭素AC-Ag、MnO2添着炭素AC-MnO2、シリカ、キトサンChをはじめとする様々な他の吸着剤のHgII取り込み能力をRGO-複合体と比較した。バッチ吸着実験を20mLのガラスビン中で実施し、作動容積を10mLに維持した。均質な吸着剤分散液をリアクター中にとり、標的汚染物質をこの溶液中に混合して、必要とされる濃度1mg/LのHgIIを得た。シリカ上に固定された担持RGO複合体について、250mgの吸着剤を秤量し、1mg/LのHgII溶液10mLに添加した。全ての場合で、溶液を30±2°Cにて撹拌し続けた。試料をあらかじめ決められた時間間隔で集め、残留水銀濃度について分析した。固液分離を、用いられる吸着剤に応じて膜ろ過によるかまたは単純な沈殿によって実施した。ろ過プロトコルは、200nm膜ろ紙SartoriusStedim商標biotechandbiolabproductsを通し、続いて100nm陽極酸化ろ紙Whatman商標、Schleicher商標およびSchuell商標を通して吸着剤分散液をろ過することを含んでいた。真水中で吸着実験を実施するために、約1mg/LのHgIIを地下水中にスパイクすることによって水を刺激した。地下水の水質特性を表1に記載する図16中に示す。他の重金属NiII、CdIIおよびCuIIの存在下での水性媒体からのHgII除去の特異性を試験するために、前述の手順によって示されるように、約1.0、2.0および5.0mg/Lの各4つの金属イオンの水溶液の混合物を用いることによって、選択的金属イオン吸着試験を実施した。溶液中に存在する残留金属イオン濃度は、PerkinElmer5300DVシリーズ誘導結合プラズマICP-AES分析器商標を用いることによって測定した。4.材料特性化表面形態、元素分析および元素マッピング研究を、エネルギー分散型X線分析EDXINCAOxfordInstruments商標、英国を備えた透過型電子顕微鏡TEMを用いて実施した。前述のようにした調製された試料を銅格子上に担持されたアモルファス炭素フィルム上にドロップキャストし、室温で乾燥した。走査型電子顕微鏡SEMFEIquanta200商標も同様に使用して、試料を特性化した。前述のようにして調製した試料をインジウムスズ酸化物ITO導電性ガラス上にスポットし、乾燥した。試料の高分解能透過型電子顕微鏡HRTEM画像をJEM3010JEOLJEM3010商標、日本で得た。OmicronNanotecnologyのESCAProbeTPD商標を用いてX線光電子分光XPS分析をおこなった。多色MgKαをX線源hν=1253.6eVとして使用した。必要な結合エネルギー範囲中のスペクトルを集め、平均をとった。試料の光線によって誘発された損傷は、X線フラックスを調節することによって低減した。284.5eVでのC1に関して結合エネルギーを較正した。Lambda25分光計PerkinElmer商標、米国を用いてUV/Visスペクトルを測定した。ラマン分光器WiTecGmbHCRM200商標、独国も使用して試料を特性化した。5.図面に関する所見図1は、様々な金属イオンをRGO懸濁液に添加することに伴うUV/Visスペクトルの変化を示す。全てのスペクトルは金属イオン前駆体添加の12時間後に集めた。図1Aは、KMnO4をRGO溶液に添加した後に観察されるスペクトルの変化を示す。低濃度では、UV/VisスペクトルにおいてKMnO4に対応するピークはない。270nmでのRGOピークおよび金属酸化物この場合はMnO2に特徴的なブロードなピークだけが見られる。このピークと通常どおり作製されたMnO2ナノ粒子との比較によって、400nm付近のブロードな特性がMnO2ナノ粒子の形成によるものであることが裏付けられる。スペクトルの変化は、KMnO4のコロイド状MnO2ナノ粒子への還元を示す。565nmでのKMnO4特性は、添加されたKMnO4の濃度が0.1mMに達したら現れ始める。この濃度以降は、還元が不完全である。添加されたKMnO4の濃度が増大するにつれて、270でのグラフェンのピークについてブルーシフトがある。このブルーシフトは、RGOのGOへの酸化の徴候である。これらの結果は、GOおよびMnO2を作製するKMnO4によるグラフェンの酸化と解釈することができる。図1B~Dは、RGOによるAu3、AgおよびPt2の還元のUV/Visスペクトル特性を示す。全ての試験された元素は、添加された前駆体イオン濃度を増大させるとRGOピークでブルーシフトを示し、RGOの酸化を示す。図2の合成されたままのRGOの広域TEM画像は、グラフェン構造のしわのよったシート特性を示す。エッジおよびしわは約1~1.5nmと測定され、二層厚さに近い。複合体の形成後、RGOシートの構造は同じままであったしわがある。本発明者らは、複合体が本質的にグラフェン性であり、厚さが二層以下であると結論する。図2Cおよび2Dは、RGO-MnO2試料から撮影されたTEM画像を示す。RGOシート上にMnO2ナノ粒子の大きな島が見られ、10nm付近のサイズのナノ粒子の明確な島がある。小さなサイズ型regime約5nmの個々のナノ粒子も見られる。図2Dの挿入画は、形成されたナノ粒子の格子解像画像を示す。格子は、δ-MnO2の{100}および{110}面にインデックス化され、格子間隔は、それぞれ、0.25nm、および0.14nmであった。図3は、RGO-Ag試料のTEM顕微鏡写真を示す。粒子は、図3では凝集がなく十分に分離されている。粒子は10~15nmのサイズ範囲にある。図3Dはナノ粒子の格子解像画像を示す。形成されたナノ粒子は、本来は結晶性である。図中、立方Agに特徴的な0.235nmのd間隔を有する{111}面に印をつける。Agナノ粒子の性質に典型的なことに、平面で若干の多分散性が見られた。同様に、Au、Pt、およびPdを含有する複合体を調製し、様々な顕微鏡技術を用いて特性化し、それぞれ図4~6に示す。低濃度では、ナノ粒子は単分散であった。しかしながら、前駆体濃度が増加するにつれ、形成されるナノ粒子のサイズが増大し、試料は次第に多分散になった。高濃度では試料は凝集を示したが、相当量のナノ粒子が観察される。PtおよびPd複合体の場合、凝集は主に、前駆体pHをほぼ中性に調節することによってある程度制御できる、前駆体酸性度に起因する。試験した金属はすべて前駆体濃度の増加にともなって粒子サイズの増加を示したが図4~6、図7B1~B3、RGO-MnO2複合体の場合は異なる挙動が観察された。添加されるKMnO4の濃度が増大するにつれ、粒子サイズはあまり変化することなくMnO2島の密度が増大した図7A1~A3。複合体のラマンスペクトルは、RGOおよび図8MnO2の特性を示した。632cm-1でのMn-O振動の存在は、複合体中のMnO2の存在を裏付け、以前の報告に基づいて、存在する相はδ-MnO2である可能性がある。δ-MnO2のラマン特性は比較的弱く、複合体中に存在するMnO2の量は最小である;全ての振動が見られるわけではなかった。図9は、異なる金属含有量を有するグラフェンのDバンドおよびGバンドの領域における、複合体から得られるラマンスペクトルの拡大図を示す。典型的な合成では、GOは、1345cm1でDバンドを、そして1598cm1でGバンドを示した。RGOへ還元後、Dバンドは同じままであったが、Gバンドは低振動数領域へシフトし、1580cm1で観察された。これらの位置は両方ともスペクトル中の垂直線で印をつけている。複合体のラマンスペクトルは興味深い観察結果を示した。スペクトルから、Dバンドは、KMnO4濃度の増加に関係なく同じままであるが図9A、Gバンドは若干変化を受けたことがわかる。KMnO4濃度が増加するにつれ、GバンドはRGOに関して高振動数領域へシフトした。濃度が0.1mMに達すると、Gバンド位置はGOの位置と多少類似し、このことはKMnO4によってグラフェンがGOに酸化したことを意味する。このことは、RGOとKMnO4との間のレドックス様反応を意味し、この結果、RGOがGOへ酸化され、KMnO4がMnO2ナノ粒子へ還元される。KMnO4の濃度が増加するにつれ、さらに多くのRGOを消費し、MnO2に変わる。その結果、RGOがますます酸化され、ラマンスペクトルではRGOに関するGバンドでのブルーシフトによって示される。銀複合体の場合図9B、同様の変化が観察された。しかしながら、酸化の程度は、KMnO4と比較すると、同じ濃度の金属含有量については低かった。これは、Ag1のAg0への還元は、Mn7のMn4への還元に必要な電子の数よりも必要とする電子の数が少ないという事実のためである。したがって、対応するRGOへの酸化もより低い。図10は、異なる装填量のMnを含有する試料のXPSスペクトルを示す。前駆体であるKMnO4濃度が増加すると、スペクトルにおけるMnの特性はより顕著になり、KMnO4の還元を意味する図10C1~C3。全ての試料で、Mn2p3/2ピークは641.8eV付近に集まり、一方、Mn2p1/2ピークは653.5eV付近であった。KMnO4のMn2p3/2シグナルに対応する647eV付近で特性は観察されず、KMnO4がMnO2ナノ粒子へ完全に還元されたことを確証する。11.6eVのΔJは、形成された種がMnO2であることを裏付けた。対応する酸化が炭素1および酸素領域で見られた。第1の試料では、炭素スペクトルの酸化の程度は低かった図10A1。しかしながら、添加されたKMnO4の濃度が増大するにつれ、炭素中の酸化の痕跡も増大した。RGO中に添加されたKMnO4の濃度が増加するにつれ、全ての酸素化特性は強度が増加した。同様の傾向が、O1スペクトルでも観察された。逆重畳積分で、各試料は3つの成分を示した。第1の成分は530eV付近に集中していた。金属酸化物は530eV付近でO1特性を示すことが知られている。分析した試料の全てで、1つの成分が530eV付近で常に分割され、試料中にMnO2ナノ粒子が存在することを裏付ける。GO中のカルボニルC=Oおよびカルボキシレート官能基O=C-OH中の酸素も530eV付近で特性を与えることが知られている。532eV付近に集中した第2の成分は、グラフェン中のヒドロキシル酸素C-OHによるものであることが報告されている。533eV付近の第3の成分は、吸着された水によるか、またはC-Oによる可能性がある。これらの観察結果に基づいて、本発明者等は、RGOが酸化されるようになり、そしてKMnO4がMnO2ナノ粒子に還元されるようになるレドックス様反応を提案する。RGO-Ag複合体はさらにXPSによって分析した図11。これもまた、AgNO3の濃度が増大するにつれ、炭素の酸化が増大する様になることを示した。しかしながら、ラマンにおける観察結果と同様に、酸化の程度は、MnO2複合体の酸化と比べるとはるかに低く、我々の提案を裏付けた。金属複合体をEDXによっても分析した。全てのEDXスペクトルは金属含有量を示し、対応する画像化は、対応するTEM画像と1対1対応を有するRGOシート上の粒子の分散を示した。浄水の分野で任意のナノ材料を用いるためには、材料を好適な基体上に担持させなければならない。ここで、キトサンをバインダーとして使用して、RGOナノ複合体をシリカ上に担持させた。図12Aは、Ch-RGO-AgシリカのSEM画像を示す。粒子はマイクロメートルのサイズであり、沈降によって容易に沈殿する可能性がある。挿入写真は、未処理のシリカのSEM画像を示す。図12Bは、Ch-RGO-MnO2シリカのSEM画像を示す。EDAX分析により、シリカの表面上にAgおよびMnO2が存在することが明らかになった図13および14。キトサンの存在は、両複合体における窒素シグナルによって確認された。担持された複合体はさらに、ラマン分光法によって特徴づけられた図12C。すべての複合体は蛍光バックグラウンドを示した。これは、キトサンの存在に起因する可能性がある。Si-O屈曲440cm1の存在が観察される。前記複合体全てにおいて、SiO2の存在が確認された。RGOブロードなDおよびGバンドの明瞭な特性は、Ch-RGO-MnO2シリカおよびCh-RGO-Agシリカの両方で明らかであり、このことは、RGOが効果的にシリカ表面上に固定されていることを示していた。Mn-O630cm1の特徴が観察される。Ch-RGO-MnO2シリカにおける振動は、複合体中にMnO2ナノ粒子が存在することを裏付ける。図12Dの写真は、複合体を組み入れた後の明らかな色の変化を示す。シリカの色は、RGO複合体のコーティングによって、淡黄色から褐色へと変化した。RGO、およびその複合体をHgII取り込みについて試験した。いくつかの他の吸着剤も比較した。分布係数Kdは、汚染物質の吸着剤に対する親和性を比較するための重要なパラメータである。Kd値の大きさを比較することによって、吸着剤の有効性を比較することが可能である。Kd値が高いほど、吸着剤材料は有効である。一般的に、1L/gのKd値は良好と見なされ、10L/gを超えるものは顕著である。平衡で計算されたKd値は、RGO-MnO2およびRGO-Ag担持形態および非担持形態の両方がHgII除去のための優れた候補であることを明らかに示す図15AおよびB。RGO複合体は、調査した全ての他の材料より優れていた。RGOの基体としての重要性も十分に示される。Kd値は、グラフェン複合体において担持状態のナノ粒子は10倍良好な候補であることを示した。Kd値を厳密に比較するとシリカの重量を考慮しない、担持された形態のRGO-複合体は、担持されていないRGO-複合体と比較して、HgIIの除去で優れているKd値において4~5倍の増加ことがわかる。この親和性の向上は、材料の組み合わせから生じる相乗効果に起因する可能性がある。動態調査を実施して、GO、RGO、RGO-MnO2、RGO-Ag、Ch-RGO-MnO2シリカ、およびCh-RGO-Agシリカを含むいくつかの選択された吸着剤によるHgIIの時間に依存した除去がわかった。図15Cは、試験した材料は全てHgIIを水から吸着することができることを示す。純粋なRGOおよびGOは類似した除去の動力学を示し、平衡取り込み能力で有意な変異を示さなかった。親材料と比較して、RGO-複合体はより高い除去動力学を示し、系はHgIIを水性媒体から完全に除去することができた。シリカ上に担持されたRGO-複合体もまた、高い取り込み速度を示し、それは試験した全ての他の吸着剤材料よりも優れている。エンジニアリングデザインで重要な取り込み速度を定量化するために、実験的動力学的データを、ラグランジュの擬一次モデル、およびホーの擬二次モデルなどの一般的に用いられる反応動力学的モデルで分析した。これらのモデルの数学的表現を以下に示す。擬一次式:擬二次式:式中、qeおよびqtはそれぞれ平衡時および時間tでの吸着能力mg/gである。k1は擬一次吸着の速度定数1/分であり、k2は擬二次吸着の速度定数g/mg分である。非線形アプローチを用いて、最良適合モデルおよび動力学的パラメータを見出した。モデルで予想される動力学的パラメータおよびそれらに関連する誤差測定は、擬一次式の方が実験データの予想においてより適切であることを示す図16。実験データでの擬一次モデル予想プロットを図16Aおよび16Bに示す。真水中で担持されたものおよび担持されていなものの両方のRGO-複合体のHgII除去能を評価するために、約1mg/LのHgIIでスパイクされた地下水を調製し、取り込みについて試験した。対照実験をさらに、約1mg/LのHgIIでスパイクされた蒸留水を用いて行った。これらの実験から得られた結果を図15に示す。データは明らかに、HgIIの完全な検出可能な限界を下回る除去が両系において起こったことを証明した。実試料中に存在する共イオンは、除去に影響を及ぼさず、そのような系を、真水の応用のために使用できることを示す。RGO-複合体のHgIIに対する選択性をチェックするために、バッチ吸着実験は、HgII、NiII、CuIIおよびCdIIを含む金属イオンの混合物をスパイクすることによって、蒸留水中で実施した。3セットの実験を実施し、実験の各セットは、前述の4つの金属イオンのそれぞれの約1mg/L、2mg/Lおよび5mg/Lの水溶液の混合物を用いて実施した。RGO-Ag系について得られた選択性データを図17に示す。結果から、RGO-Ag系はHgIIについて非常に選択的であり、選択性は、HgII<CuII<NiII<CdIIの順序で変化することが明らかになる。しかしながら、RGO-MnO2系によるHgII除去は、他の金属イオンの存在によって著しく影響を受ける。2つの複合体の場合に観察される選択性パターンにおける相違は、複合体で用いられる金属/金属酸化物の標的汚染物質に対する化学選択性における相違に起因する可能性がある。MnO2は広範囲のカチオンを除去することが知られ、除去に関与する主な吸着機序は、吸着物と吸着剤との間の静電的相互作用である。したがって、他のカチオンの存在下では標的汚染物質HgIIの取り込みの減少が予想される。HgIIについてのRGO-Ag系の選択性は、HgIIに対するAgのより高い親和性に起因する可能性がある。要約すると、RGOの還元能力を使用して、異なる金属/金属酸化物複合体を調製した。異なる分光学的および顕微鏡的証拠に基づいて、RGOと金属前駆体との間のレドックス様反応によって形成されることが証明された。RGOの酸化は、主にGOをもたらし、金属前駆体は対応するナノ粒子に還元されるようになり、これは、TEMおよびSEMから明らかなように、RGOシート上に付着する。HgIIをモデル汚染物質として、調製されたままの材料の重金属スカベンジング能力を証明した。ナノ材料を浄水のために適用する際の実際的な困難さを考慮して、RGO複合体をシリカのような安価な支持体上に固定することも試み、そして担持された材料をHgII取り込みについて試験した。複合材料は水からHgIIを除去するための優れた候補であることが判明した。本発明の範囲または精神から逸脱することなく様々な修正および変更を本発明においてなすことができることは当業者には明らかであろう。本発明の他の実施形態は、明細書の考察および本明細書中で開示される本発明の実施から当業者には明らかであろう。明細書および実施例は単に例示的であると見なされ、本発明の真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。