Synthèses évolutives d’oxyde de graphène et d’oxyde de graphène réduit à l’aide de l’oxydation en cascade et de réactions de réduction hautement basiques

Notre champ de recherche est donc la technologie d’oxydation et de réduction sur la production de graphène et la réduction des nanomatériaux d’oxyde de graphène. Nous développons donc un protocole pour la réaction d’oxydation chimique avec une sécurité et une efficacité optimisées.

Les technologies qui améliorent la sécurité et la détection de diverses réactions d’oxydation et de production alcaline sont importantes pour la production d’oxyde de graphène et d’oxyde de graphène réduit.

L’échelle de la réaction d’oxydation du graphène nécessite un protocole sûr et efficace. Outre l’efficacité de l’hôte, les besoins de la marque d’écho et la réduction du graphène et c’est dans la réaction de réduction chimique.

Nous présentons la conception en cascade, la réaction d’oxydation et l’exploitation des énergies exothermiques pour la réaction de chauffage des cellules, économisant des produits chimiques, des énergies et du temps. La réaction de réduction à l’aide d’ammoniac basique est simple et efficace pour l’oxyde de graphène réduit en continu.

Notre laboratoire développera le protofilm de la réaction d’oxydoréduction pour la production à l’échelle et l’application de protocole de matériaux à base de graphène, en particulier en abordant le graphène latéral est utile pour la purification de l’eau, le catalyseur de l’eau, le stockage et la production d’énergie.

[Narrateur] Pour commencer, ajoutez cinq grammes de poudre de graphite dans un bécher en verre de 50 millilitres et ajoutez 50 millilitres d’acide sulfurique à 97 % dans le bécher. Agitez magnétiquement les trois suspensions de graphite et d’acide sulfurique dans des conditions ambiantes pendant au moins une heure. Dans un erlenmeyer en verre de 250 millilitres, ajoutez 100 millilitres d’acide sulfurique à 97 %. Ajoutez lentement 10 grammes de permanganate de potassium à la solution d’acide sulfurique sous agitation magnétique pour dissoudre et préparer environ 100 millilitres de solution de manganèse et d’acide sulfurique. Versez lentement une suspension de graphite et d’acide sulfurique préalablement préparée dans la solution de manganèse et d’acide sulfurique sous agitation magnétique dans la fiole Erlenmeyer en verre de 250 millilitres. Après neuf minutes dans un bain-marie, continuez à agiter le mélange réactionnel dans des conditions ambiantes. Laissez la température de réaction exothermique culminer entre 48 et 52 degrés Celsius et revenez progressivement à la température ambiante. Mélangez magnétiquement les trois mélanges de graphite, de manganèse et d’acide sulfurique dans des conditions ambiantes. Ensuite, versez soigneusement le premier erlenmeyer composé d’un mélange de graphite, de manganèse et d’acide sulfurique dans 1 080 millilitres d’eau sous agitation. Utilisez un thermomètre infrarouge pour mesurer la température de réaction, qui s’élève à environ 59 degrés Celsius. Ajoutez ensuite lentement le deuxième erlenmeyer composé d’un mélange de graphite, de manganèse et d’acide sulfurique pour augmenter la température à environ 80 degrés Celsius. Ajouter le troisième erlenmeyer du mélange pour augmenter la température à environ 94 degrés Celsius. Versez progressivement 450 millilitres de solution de peroxyde d’hydrogène à 5 % dans le bécher, en observant une légère élévation de température due à la réaction exothermique. Versez maintenant l’ensemble du mélange réactionnel dans des tubes à centrifuger de 50 millilitres. Centrifuger à 1 500 G pendant cinq minutes à température ambiante. Recueillir les solides sédimentés pour les mélanger avec un litre de solution d’acide chlorhydrique à 5 %. Après avoir agité la suspension acide pendant au moins une heure, centrifugez et lavez la suspension jusqu’à ce que la solution surnageante atteigne un pH de quatre. Utilisez un système de filtration sous vide avec de l’eau pure pour laver le solide d’oxyde de graphite sédimenté. Ensuite, séchez la boue d’oxyde de graphite lavée dans un four de séchage réglé à 80 degrés Celsius. Ensuite, à l’aide d’un mortier et d’un pilon en acier inoxydable ou en céramique, broyez le matériau séché pour produire une poudre d’oxyde de graphite. Utilisez la microscopie électronique à balayage et la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie pour caractériser l’oxyde de graphite et l’oxyde de graphène obtenus. Plongez progressivement une solution d’ammoniac de 25 à 28 % dans la dispersion aqueuse de l’oxyde de graphite jusqu’à ce que le pH atteigne 10. Soniquez la dispersion à l’aide d’une sonde à ultrasons réglée sur une puissance de 100 watts avec un cycle continu et une amplitude de 80 %. Versez la dispersion d’un litre d’oxyde de graphène dans un réacteur en verre rond d’un litre. Ajoutez 111 millilitres de solution d’ammoniac à 25 à 28 % pour élever le pH au-dessus de 11 et rendre le mélange très basique. Chauffez le mélange réactionnel à 90 degrés Celsius sans remuer. Filtrez ensuite le mélange réduit d’oxyde de graphène à l’aide de tissus filtrants ou de papier filtre cellulosique et récupérez l’hydrogel dans une boîte en plastique pour le stockage. Utilisez la microscopie électronique à balayage et la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie pour caractériser l’hydrogel d’oxyde de graphène réduit. Enfin, dispersez 0,1 gramme d’hydrogel d’oxyde de graphène réduit dans 300 millilitres d’eau. Utiliser l’agitation suivie d’une sonication pour assurer une dispersion homogène des nanofeuillets RGO, indiquant une bonne dispersion aqueuse. Le modèle de diffraction des rayons X de la poudre d’oxyde de graphite a révélé un pic à 10,8 degrés, correspondant à une distance entre les feuilles de 8,19 angströms et un pic à 42,2 degrés. Les images MEB ont confirmé la structure multicouche des particules d’oxyde de graphite et la cartographie élémentaire a montré des distributions uniformes d’atomes de carbone et d’oxygène. Le spectre EDS et l’analyse élémentaire de l’oxyde de graphène ont indiqué 64,02 % d’atomes de carbone et 35,98 % d’atomes d’oxygène, ce qui donne un rapport CO-atomique de 1,78. Des images MEB de nanofeuilles exfoliées à partir d’oxyde de graphite à une concentration de 1 000 parties par million ont révélé une séparation réussie en feuilles minces. Les modèles XRD de l’hydrogel et de la poudre d’oxyde de graphène réduits ont révélé un pic large à 27,7 degrés pour l’hydrogel, tandis que la poudre a montré des pics plus nets à 10,1, 26,6 et 42,6 degrés. Des images MEB d’hydrogel RGO déshydraté ont révélé des nanofeuillets non empilés et une morphologie poreuse des structures RGO assemblées. La cartographie élémentaire de la structure de l’hydrogel RGO a démontré des distributions uniformes d’atomes de carbone et d’oxygène dans toute la matrice, avec un rapport CO-atomique de 4,16. Des images MEB de nanofeuilles RGO déshydratées ont révélé une morphologie ridée et une structure de feuille mince.