تصف طريقة الفيديو هذه تخليق مساحة السطح العالية ، والمواد المتجانسة القائمة على الجرافين ثلاثية الأبعاد المشتقة من سلائف البوليمر بالإضافة إلى أكسيد الجرافين أحادي الطبقة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
التوليف وFunctionalization من 3D مواد النانو الجرافين: الجرافين Aerogels والجرافين جمعيات الكلية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تعرقلت جهود لتجميع الجرافين في هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد من التكلفة العالية والفقيرة للتجهيز من الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم التقارير وتعقد المجالس الجرافين معا من خلال التفاعلات الفيزيائية (على سبيل المثال، فان دير فال القوات) بدلا من الروابط الكيميائية، التي تحد من قوتها الميكانيكية والتوصيل. هذا الفيديو تفاصيل طريقة تم تطويرها مؤخرا استراتيجيات لافتعال، المواد السائبة القائم على الجرافين الكتلة producible المستمدة من أي الرغاوي البوليمر أو واحد أكسيد طبقة الجرافين. وتتكون هذه المواد أساسا من صحائف الجرافين الفردية على اتصال من خلال linkers الكربون مرتبطة تساهميا. أنها تحافظ على خصائص مواتية من الجرافين مثل مساحة عالية وعالية التوصيل الكهربائي والحراري، جنبا إلى جنب مع الانضباطي التشكل المسام وقوة ميكانيكية استثنائية ومرونة. هذه الطريقة الاصطناعية مرنة يمكن أن تمتد إلى تصنيع أنابيب البوليمر / الكربون (CNT) لد البوليمر / أكسيد الجرافين (GO) المواد المركبة. وعلاوة على ذلك، وصفت functionalization آخر الاصطناعية إضافي مع أنثراكوينون، والتي تمكن زيادة كبيرة في الأداء تخزين تهمة في supercapacitor تطبيقات.
المقدمة
منذ عزل الجرافين في عام 2004، أدى 1 اهتمام في تسخير الخصائص الفريدة لجهود مكثفة موجهة نحو تجميع الجرافين إلى هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد التي تحتفظ خصائص صحائف الجرافين الفردية. تعرقلت 2-5 هذه الجهود حقيقة أن الجرافين نفسها مكلفة وتستغرق وقتا طويلا لإنتاج ويميل إلى تجميع في الحل، مما يحد من قابلية المواد التي تقوم على اللبنات الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، وعادة ما تتألف مجالس الجرافين من التفاعلات الجسدية عبر ربط (على سبيل المثال، القوات الجدران فان دير) بين صحائف الجرافين الفردية، التي هي أقل موصل قوي ميكانيكيا من السندات عبر الروابط الكيميائية بكثير و. وقد شاركت مختبر لورانس ليفرمور الوطني في تطو....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. ريسورسينول الفورمالديهايد (RF) المشتقة الجرافين Aerogels
- نا 2 CO 3 حفز ايروجيل الكربون (11٪ مواد صلبة، CRF)
- في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (7.1 مل) لالريسورسنول (0.625 غرام، 5.68 ملمول) وتخلط في دوامة لمدة 1 دقيقة. سحق قطعة الريسورسنول كبيرة لمسحوق باستخدام هاون ومدقة قبل إضافة الماء. لاحظ أنه قد لا تذوب تماما حتى الخطوة التالية.
- إضافة 37٪ محلول الفورمالد....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يمكن تتبع تطور التكوين المادي والتشكل خلال تلفيق بطرق مختلفة بما في ذلك حيود الأشعة السينية، رامان الطيفي وNMR، المجهر الإلكتروني، وporosimetry. على سبيل المثال، في التوليف، الانحلال الحراري، وCO 2 تفعيل الغاز، وأعقب التحويل عن طريق حيود الأشعة السينية (XRD) (الشكل 1E). غياب الذروة (002) حيود المتعلقة التراص في نمط XRD بعد التنشيط (تتبع الأزرق) يدل على الانتقال من بنية تحتوي على nanoplatelets الجرافيت إلى واحدة تتألف من طبقة واحدة الجرافين. المجهر الإلك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
ومن المهم أن نلاحظ أن الإجراءات المبينة هنا هي الممثل الوحيد. العديد من التعديلات الممكنة على المواد لحن لتطبيق معين. على سبيل المثال، تتراوح تركيزات مادة أولية، مع الحفاظ الريسورسنول / الفورمالديهايد (RF) نسبة ثابتة، يمكن أن يكون لها تأثير على كثافة المواد النهائية. المحفز يمكن أن يغير المسام التشكل، على التحميل العالي في إجراء RF يؤدي إلى الجسيمات الأولية الصغيرة، والعكس بالعكس. الوقت التنشيط يمكن أن تلعب دورا كذلك؛ في بعض الأحيان تفعيل أقصر، يتم إنشاء المسامية جديدة في شك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
تم تنفيذ هذا العمل تحت رعاية وزارة الطاقة الأمريكية من قبل مختبر لورانس ليفرمور الوطني بموجب العقد DE-AC52-07NA27344. إصدار IM LLNL-JRNL-667016.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| طبقة واحدة من أكسيد الجرافين | أنابيب رخيصة | N / A | 300-800 & # 160 ؛ أبعاد نانو الكربون |
| أحادي الجدار (SWCNTs) | حلول الكربون | P2-SWNT | |
| ريسورسينول | ألدريتش | 398047-500G | |
| محلول فورمالديهايد 37٪ في الماء | ألدريتش | 252549 | |
| حمض الخليك | ألدريتش | 320099 | |
| محلول هيدروكسيد الأمونيوم 28-30٪ NH3< / sub> أساس | Aldrich | 320145 | |
| كربونات الصوديوم | Aldrich | 791768 | |
| أنثراكينون | Aldrich | a90004 | |
| مجفف بولارون فوق الحرج | علوم المجهر الإلكتروني | EMS 3100 | هذا نموذج تمثيلي ، يجب أن يعمل أي مجفف نقطة حرجة متوافق مع الأسيتون |
المراجع
- Novoselov, K. S., Geim, A. K., et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science. 306 (5696), 666-669 (2004).
- Geim, A. K., Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nat Mater. 6 (3), 183-191 (2007).
- Li, D., Kaner, R. B.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
