סינתזות ניתנות להרחבה של תחמוצת גרפן ותחמוצת גרפן מופחתת באמצעות חמצון בעיצוב מפל ותגובות הפחתה בסיסיות ביותר

אז היקף המחקר שלנו הוא טכנולוגיית חמצון והפחתה על ייצור הגרפן והפחתת ננו-חומרים של תחמוצת גרפן. לכן אנו מפתחים פרוטוקול לתגובת חמצון כימית עם בטיחות ויעילות אופטימלית.

טכנולוגיות המשפרות את הבטיחות והחישה של תגובות חמצון שונות, ותגובת ייצור אלקליין חשובות לייצור תחמוצת גרפן ותחמוצת גרפן מופחתת.

קנה המידה של תגובת חמצון גרפן דורש פרוטוקול בטוח ויעיל. מלבד יעילות המארח, צרכי מותג הד והפחתת גרפן וזה בתגובת הפחתה כימית.

אנו מציגים עיצוב מפל, תגובת חמצון ורתימת אנרגיות אקסותרמיות לתגובת חימום תאים, חיסכון בכימיקלים, אנרגיות וזמן. תגובת הפחתה באמצעות אמוניה בסיסית היא פשוטה ויעילה עבור תחמוצת גרפן מופחתת ללא הפסקה.

המעבדה שלנו תפתח את הפרוטופילם של תגובת הפחתת חמצון לייצור אבנית ויישום פרוטוקול של חומרים מבוססי גרפן, במיוחד התייחסות לגרפן הצדדי שימושי לטיהור מים, זרז מים, אחסון אנרגיה וייצור.

[קריין] כדי להתחיל, הוסף חמישה גרם אבקת גרפיט לכוס זכוכית של 50 מיליליטר, והוסף לכוס 50 מיליליטר של חומצה גופרתית 97%. מערבבים את שלושת המתלים של גרפיט וחומצה גופרתית באופן מגנטי בתנאי הסביבה למשך שעה לפחות. בבקבוק זכוכית ארלנמאייר בנפח 250 מיליליטר, הוסיפו 100 מיליליטר של 97% חומצה גופרתית מוסיפים לאט לאט 10 גרם אשלגן פרמנגנט לתמיסת החומצה הגופרתית תוך ערבוב מגנטי כדי להמיס ולהכין כ -100 מיליליטר תמיסת מנגן וחומצה גופרתית. יוצקים לאט תרחיף גרפיט וחומצה גופרתית שהוכן בעבר לתמיסת המנגן והחומצה הגופרתית תחת ערבוב מגנטי בבקבוק הזכוכית של 250 מיליליטר. לאחר תשע דקות באמבט מים, המשיכו לערבב את תערובת התגובה בתנאי הסביבה. אפשר לטמפרטורת התגובה האקסותרמית להגיע לשיא בין 48 ל-52 מעלות צלזיוס, ולחזור בהדרגה לטמפרטורת החדר. מערבבים את כל שלוש התערובות של גרפיט, מנגן וחומצה גופרתית באופן מגנטי בתנאי הסביבה. לאחר מכן, שפכו בזהירות את בקבוק ארלנמאייר הראשון של תערובת גרפיט, מנגן וחומצה גופרתית לתוך 1,080 מיליליטר מים תחת תסיסה. השתמש במדחום אינפרא אדום כדי למדוד את טמפרטורת התגובה, העולה לכ- 59 מעלות צלזיוס. לאחר מכן מוסיפים לאט לאט את בקבוק ארלנמאייר השני של תערובת גרפיט, מנגן וחומצה גופרתית כדי להעלות את הטמפרטורה לכ-80 מעלות צלזיוס. מוסיפים את בקבוק התערובת השלישי של ארלנמאייר כדי להעלות את הטמפרטורה לכ-94 מעלות צלזיוס. שופכים בהדרגה 450 מיליליטר של תמיסת מי חמצן 5% לתוך הכוס, תוך התבוננות בעליית טמפרטורה קלה מהתגובה האקסותרמית. כעת שפכו את כל תערובת התגובה לצינורות צנטריפוגה של 50 מיליליטר. צנטריפוגה ב-1,500 גרם למשך חמש דקות בטמפרטורת הסביבה. אוספים את המוצקים המשקעים כדי לערבב אותם עם ליטר אחד של תמיסת חומצה הידרוכלורית 5%. לאחר ערבוב התרחיף החומצי למשך שעה לפחות, יש לצנטריפוגה ולשטוף את התרחיף עד שתמיסת הסופרנטנט מגיעה ל-pH ארבע. השתמש במערכת סינון ואקום עם מים טהורים כדי לשטוף את מוצק תחמוצת הגרפיט המשקעת. לאחר מכן, יבש את תמיסת תחמוצת הגרפיט השטופה בתנור ייבוש המוגדר ל 80 מעלות צלזיוס. לאחר מכן בעזרת נירוסטה או טיט קרמי ועלי, טוחנים את החומר המיובש לייצור אבקת תחמוצת גרפיט. השתמש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק ובספקטרוסקופיה של קרני רנטגן מפזרות אנרגיה כדי לאפיין את תחמוצת הגרפיט ותחמוצת הגרפן המתקבלות. זרוק בהדרגה 25 עד 28% תמיסת אמוניה לפיזור המימי של תחמוצת הגרפיט עד שה-pH מגיע ל-10. סוניקציה של הפיזור באמצעות בדיקה אולטרסאונד המוגדרת להספק של 100 וואט עם מחזור רציף ומשרעת של 80%. יוצקים את פיזור הליטר האחד של תחמוצת הגרפן לכור זכוכית עגול של ליטר אחד. הוסף 111 מיליליטר של תמיסת אמוניה של 25 עד 28% כדי להעלות את ה-pH מעל 11 ולהפוך את התערובת לבסיסית ביותר. מחממים את תערובת התגובה ל 90 מעלות צלזיוס מבלי לערבב. לאחר מכן מסננים את תערובת תחמוצת הגרפן המופחתת באמצעות בדי סינון או נייר סינון תאית ואוספים את ההידרוג'ל בקופסת פלסטיק לאחסון. השתמש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק ובספקטרוסקופיה של קרני רנטגן מפזרת אנרגיה כדי לאפיין את הידרוג'ל תחמוצת הגרפן המופחת. לבסוף, פזרו 0.1 גרם של הידרוג'ל תחמוצת גרפן מופחת ב-300 מיליליטר מים. השתמש בתסיסה ואחריה סוניקציה כדי להבטיח פיזור הומוגני של ננו-יריעות RGO, המעיד על פיזור מימי טוב. דפוס עקיפה של קרני רנטגן של אבקת תחמוצת גרפיט חשף שיא ב-10.8 מעלות, המקביל למרחק בין יריעות של 8.19 אנגסטרומים ושיא ב-42.2 מעלות. תמונות SEM אישרו את המבנה הרב-שכבתי של חלקיקי תחמוצת הגרפיט ומיפוי היסודות הציג התפלגות אחידה של אטומי פחמן וחמצן. ספקטרום EDS וניתוח יסודות של תחמוצת גרפן הצביעו על 64.02% אטומי פחמן ו-35.98% אטומי חמצן, מה שנותן יחס קו-אטומי של 1.78. תמונות SEM של ננו-יריעות go שעברו פילינג מתחמוצת גרפיט בריכוז של 1,000 חלקים למיליון חשפו הפרדה מוצלחת ליריעות דקות. דפוסי XRD של הידרוג'ל ואבקה מופחתים של תחמוצת גרפן חשפו שיא רחב ב-27.7 מעלות להידרוג'ל, בעוד שאבקה הציגה שיאים חדים יותר ב-10.1, 26.6 ו-42.6 מעלות. תמונות SEM של הידרוג'ל RGO מיובש חשפו ננו-יריעות לא מוערמות ומורפולוגיה נקבובית של מבני RGO מורכבים. מיפוי יסודות של מבנה ההידרוג'ל RGO הדגים התפלגות אחידה של אטומי פחמן וחמצן בכל המטריצה, עם יחס קו-אטומי של 4.16. תמונות SEM של ננו-יריעות RGO מיובשות חשפו מורפולוגיה מקומטת ומבנה יריעות דק.