توليفات قابلة للتطوير لأكسيد الجرافين وأكسيد الجرافين المختزل باستخدام أكسدة التصميم المتتالي وتفاعلات الاختزال الأساسية للغاية

لذا فإن نطاق بحثنا هو تقنية الأكسدة والاختزال في إنتاج الجرافين وتقليل المواد النانوية لأكسيد الجرافين. لذلك قمنا بتطوير بروتوكول لتفاعل الأكسدة الكيميائية مع السلامة والكفاءة المثلى.

تعتبر التقنيات التي تعمل على تحسين السلامة واستشعار تفاعلات الأكسدة المختلفة وتفاعل الإنتاج القلوي مهمة لإنتاج أكسيد الجرافين وأكسيد الجرافين المختزل.

يتطلب مقياس تفاعل أكسدة الجرافين بروتوكولا آمنا وفعالا. بجانب كفاءة المضيف ، واحتياجات العلامة التجارية للصدى وتقليل الجرافين وهذا في تفاعل الاختزال الكيميائي.

نقدم تصميم متتالي ، وتفاعل أكسدة ، وتسخير الطاقات الطاردة للحرارة لتفاعل تسخين الخلايا ، وتوفير المواد الكيميائية والطاقات والوقت. تفاعل التخفيض باستخدام الأمونيا الأساسية بسيط وفعال لأكسيد الجرافين المخفض بدون توقف.

سيقوم مختبرنا بتطوير الفيلم الأولي لتفاعل تقليل الأكسدة لإنتاج الحجم وتطبيق بروتوكول المواد القائمة على الجرافين ، خاصة معالجة الجرافين الجانبي مفيد لتنقية المياه ومحفز المياه وتخزين الطاقة وإنتاجها.

[راوي] للبدء ، أضف خمسة جرامات من مسحوق الجرافيت إلى دورق زجاجي سعة 50 مل ، وأضف 50 مل من حامض الكبريتيك بنسبة 97٪ إلى الدورق قلب المعلقات الثلاثة من الجرافيت وحمض الكبريتيك مغناطيسيا في الظروف المحيطة لمدة ساعة واحدة على الأقل. في قارورة Erlenmeyer زجاجية سعة 250 مل ، أضف 100 مل من حامض الكبريتيك بنسبة 97٪. أضف ببطء 10 جرامات من برمنجنات البوتاسيوم إلى محلول حامض الكبريتيك تحت التحريك المغناطيسي لإذابة وتحضير حوالي 100 مل من محلول المنغنيز وحمض الكبريتيك. اسكب ببطء معلقا من الجرافيت وحمض الكبريتيك المعد مسبقا في محلول المنغنيز وحمض الكبريتيك تحت التحريك المغناطيسي في قارورة Erlenmeyer الزجاجية سعة 250 مل. بعد تسع دقائق في حمام مائي ، استمر في تقليب خليط التفاعل في الظروف المحيطة. اترك درجة حرارة التفاعل الطارد للحرارة تصل إلى ذروتها بين 48 و 52 درجة مئوية ، ثم عد تدريجيا إلى درجة حرارة الغرفة. قلب جميع الخلطات الثلاثة من الجرافيت والمنغنيز وحمض الكبريتيك مغناطيسيا في الظروف المحيطة. بعد ذلك ، اسكب بعناية قارورة إرلينماير الأولى من خليط الجرافيت والمنغنيز وحمض الكبريتيك في 1,080 مل من الماء تحت التحريض. استخدم مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة التفاعل ، والتي ترتفع إلى حوالي 59 درجة مئوية. ثم أضف ببطء قارورة إرلينماير الثانية من خليط الجرافيت والمنغنيز وحمض الكبريتيك لرفع درجة الحرارة إلى حوالي 80 درجة مئوية. أضف قارورة إرلينماير الثالثة من الخليط لزيادة درجة الحرارة إلى حوالي 94 درجة مئوية. صب تدريجيا 450 مل من محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 5٪ في الدورق ، مع ملاحظة ارتفاع طفيف في درجة الحرارة من التفاعل الطارد للحرارة. الآن صب خليط التفاعل بالكامل في أنابيب طرد مركزي سعة 50 ملليلتر. جهاز طرد مركزي عند 1,500 جرام لمدة خمس دقائق في درجة الحرارة المحيطة. اجمع المواد الصلبة المترسبة لخلطها مع لتر واحد من محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 5٪. بعد تحريك المعلق الحمضي لمدة ساعة واحدة على الأقل ، قم بالطرد المركزي وغسل المعلق حتى يصل المحلول الطاف إلى درجة الحموضة أربعة. استخدم نظام ترشيح الفراغ بالماء النقي لغسل مادة أكسيد الجرافيت الراسبة. بعد ذلك ، جفف ملاط أكسيد الجرافيت المغسول في فرن تجفيف على 80 درجة مئوية. ثم باستخدام ملاط ومدقة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو السيراميك ، قم بطحن المادة المجففة لإنتاج مسحوق أكسيد الجرافيت. استخدم المجهر الإلكتروني الماسح والتحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة لتوصيف أكسيد الجرافيت الذي تم الحصول عليه وأكسيد الجرافين. قم بإسقاط محلول الأمونيا بنسبة 25 إلى 28٪ تدريجيا في التشتت المائي لأكسيد الجرافيت حتى يصل الرقم الهيدروجيني إلى 10. صوتنة التشتت باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية مضبوطة على قوة 100 واط مع دورة مستمرة وسعة 80٪. صب تشتت لتر واحد من أكسيد الجرافين في مفاعل زجاجي دائري سعة لتر واحد. أضف 111 مل من محلول الأمونيا بنسبة 25 إلى 28٪ لرفع درجة الحموضة فوق 11 وجعل الخليط أساسيا للغاية. سخني خليط التفاعل إلى 90 درجة مئوية دون تقليب. ثم قم بتصفية خليط أكسيد الجرافين المخفض باستخدام أقمشة الترشيح أو ورق ترشيح السليلوز واجمع الهيدروجيل في صندوق بلاستيكي للتخزين. استخدم المجهر الإلكتروني الماسح والتحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة لتوصيف هيدروجيل أكسيد الجرافين المختزل. أخيرا ، قم بتفريق 0.1 جرام من هيدروجيل أكسيد الجرافين المخفض في 300 مل من الماء. استخدم التحريض متبوعا بالصوتنة لضمان تشتت متجانس للصفائح النانوية RGO ، مما يشير إلى تشتت مائي جيد. كشف نمط حيود الأشعة السينية لمسحوق أكسيد الجرافيت عن ذروة عند 10.8 درجة ، وهو ما يتوافق مع المسافة بين الصفائح البالغة 8.19 أنجستروم وذروة عند 42.2 درجة. أكدت صور SEM الهيكل متعدد الطبقات لجزيئات أكسيد الجرافيت وعرض رسم خرائط العناصر توزيعات موحدة لذرات الكربون والأكسجين. أشار طيف EDS والتحليل الأولي لأكسيد الجرافين إلى 64.02٪ ذرات كربون و 35.98٪ ذرات أكسجين ، مما يعطي نسبة ذرية من ثاني أكسيد الكربون تبلغ 1.78. كشفت صور SEM لصفائح go النانوية المقشرة من أكسيد الجرافيت بتركيز 1,000 جزء في المليون عن فصل ناجح إلى صفائح رقيقة. كشفت أنماط XRD لهيدروجيل ومسحوق أكسيد الجرافين المنخفض عن ذروة واسعة عند 27.7 درجة للهيدروجيل ، بينما أظهر المسحوق قمم أكثر حدة عند 10.1 و 26.6 و 42.6 درجة. كشفت صور SEM لهيدروجيل RGO المجفف عن صفائح نانوية غير مكدسة ومورفولوجيا مسامية لهياكل RGO المجمعة. أظهر رسم الخرائط الأولية لهيكل RGO hydrogel توزيعات موحدة لذرات الكربون والأكسجين في جميع أنحاء المصفوفة ، مع نسبة ذرية من ثاني أكسيد الكربون تبلغ 4.16. كشفت صور SEM للصفائح النانوية RGO المجففة عن مورفولوجيا مجعدة وبنية رقيقة.