이 비디오 방법은 고분자 전구체에서 파생된 높은 표면적, 모놀리식 3D 그래핀 기반 재료 및 단층 그래핀 산화물의 합성을 설명합니다.
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이 논문에서
요약
초록
입체 모 놀리 식 구조로 그래 핀을 조립하기위한 노력은 높은 비용과 그래 핀의 가난한 가공성에 의해 방해되었다. 또한, 대부분은 그래 핀 조립체를 함께 기계적 강도 및 도전성을 제한하는 물리적 상호 작용 (예를 들어, 반 데르 발스 힘)이 아닌 화학적 결합을 통해 유지된다보고. 이 비디오 방법의 자세한 사항은 최근 고분자 폼 또는 단일 층 그래 핀 산화물 중 하나에서 파생 된 대량 생산 가능, 그래 핀 기반의 대량 재료를 제조하기위한 전략을 개발했다. 이 자료는 주로 공유 결합 탄소 링커를 통해 연결 개별 그래 핀 시트로 구성되어 있습니다. 그들은 이러한 동조 기공 모폴로지과 탁월한 기계적 강도 및 탄성과 함께 높은 표면적과 높은 전기 및 열 전도성 같은 그라의 양호한 특성을 유지한다. 이 방법은 유연한 합성 중합체 / 카본 나노 튜브 (CNT)의 제조에 확장 될 수있다중합체 D / 그래 핀 옥사이드 (GO) 복합 재료. 또한, 안트라 퀴논 부가적인 후 - 수퍼 합성 작용은 애플리케이션의 전하 저장 성능의 급격한 증가를 가능하게하는 기술된다.
서론
2004 년 그래 핀의 분리 때문에, 독특한 특성을 활용 1 관심은 개별 그래 핀 시트의 속성을 유지하는 세 가지 차원, 모 놀리 식 구조로 조립 그래 핀 향한 강렬한 노력을 주도하고있다. 2-5이 노력에 의해 방해되었다 그래 핀 자체가 고가이고 시간 소모적 인 생산 및 그라 핀 빌딩 블록에 기초한 물질의 확장 성을 제한 용액에 응집하는 경향이 있다는 사실. 또한, 그래 핀 조립체는 일반적으로 덜 전도성 및 화학적 결합 가교보다 기계적으로 견고 개개의 그라 펜 시트 간의 물리적 가교 결합 상호 작용 (예를 들어, 반 데르 발스 힘)로 구성된다. 로렌스 리버모어 국립 연구소는 1980 년부터 새로운 다공성 저밀도 탄소 재료의 개발에 관여하고있다.도 6은 몇 가지 전략 produ의 대량 제조에 식별 된그래 핀 거시라고 (GO) 시트, 그래 핀 에어로젤이라고 저가의 고분자 유래 탄소 폼, (가스), (7) 모두에서뿐만 아니라 그래 핀 산화물의 직접 교차 결합에 의해 cible 그래 핀 기반의 모 놀리 식 대량 재료 어셈블리 (GMA들). -8,9- 이러한 초고 표면적 벌크 물질은 높은 전기 및 열 전도성, 우수한 기계적 강도 및 탄성, 및 동조 기공 모폴로지를 갖는다. 가스와 GMA....
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프로토콜
1. 레조 르시 놀 - 포름 알데히드 (RF) 유도 된 그래 핀 에어로젤
- 나 2 CO 3 탄소 에어로젤 촉매 (11 % 고형분, CRF)
- 40 mL의 섬광 바이알에, 레조 르시 놀 (0.625 g, 5.68 밀리몰)을 탈 이온수 (7.1 ml)에 추가하고 1 분 동안 와동에 혼합한다. 물 또한 이전에 박격포와 유 봉을 사용하여 분말에 큰 레조 르시 놀 조각 크러시. 그들이 완전히 다음 단계까지 용해되지 않을 수 있습니다.
- 1 분 동안 슬러리 레조 르시 놀과 와류에 37 % 포름 알데히드 수용액 (0.900 g, 11.4 밀리몰)을 추가한다.
- 1 분 동안 반응 혼합물과 와류에 탄산나트륨 (0.003 g, 0.028 밀리몰)을 추가한다.
- 단단한 공기를 밀봉 할 수 유리 금형에 반응 혼합물을 전송 (예를 들면, 실리콘 개스킷에 의해 분리되어 유리 병 또는 유리 슬라이드) 생성 된 고체 부분의 모양을 정의한다.
- 80 ℃의 오븐에 봉인 된 금형을 놓고 72 시간 동안 치료.
- 경화 후, 졸 삭제물 유리 몰드와 세척에서 ID 모노리스 잔류 미 반응 출발 물질 및 촉매를 제거한다. 일반적으로 우리는 신선한 탈 H 2<....
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결과
제조 동안에 물질 조성물 및 형태의 발전은 X 선 회절, 라만 및 NMR 분광법, 전자 현미경, 및 다공도를 포함한 다양한 방식으로 추적 될 수있다. 예를 들면, 합성 가스의 열분해 및 활성화를 CO 2에서, 변환은 X 선 회절 (XRD) (도 1E)에 의해 수행 하였다. 활성화 (블루 트레이스) 후의 XRD 패턴 겹침 관련 (002) 회절 피크의 부재는 단층 그래 핀으로 이루어진 하나의 흑연 나노 판을 포함하는 구조의 전환을 나타낸다. 주사 전자 현미경 (SEM)과 고분해능 투과 전자 현미경 (HRTEM)의 에지에 (도 1C 및 D) 본 개개의 그라 펜 시트로 식별 될 수있는 짧은 선형 기능을 밝혀. GA에 대한 라만 특징은 화학적 기상 증착에 의해 성장 된 그라 상업용 샘플에 대해 관찰 된 것과 유사하다 (그림 1 층). 그 중요한 에폭시 및 히드 록실 작용기 (50, 75 ppm의 사이의 피크)뿐만 아니라, 카르.......
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토론
그것은 여기에 설명 된 절차가 대표하는 것이 중요합니다. 대부분의 조정은 특정 응용 프로그램에 대한 조정 재료에 가능합니다. 예를 들면, 레조 르시 놀 / 포름 알데히드 (RF)의 비율을 일정하게 유지하면서, 최종 물질 농도에 영향을 미칠 수 있으며, 출발 물질의 농도를 변화. RF 절차에 높은 부하가 작은 일차 입자와 반대 리드로서 촉매 로딩은, 기공의 형태를 바꿀 수있다. 활성화 시간도 역할을 할 수있다; 짧은 활성화 시간, 새로운 다공성 동안 미세 기공이 미세 공 중세 경계를 교차 크기로 확대되어 더 긴 활성 시간의 미세 형태로 생성된다 (15) 또한 고려 시작 탄소 발포체의 중량을 취해야 활성화 시간.; 상기 활성화 공정에서 전형적인 수율은 출발 탄소 발포체의 중량을 기준으로, 25 % -30 %를에게시켜 대략 하였다.
조정의 동일한 유형은 탄소 나노 튜브 등의 첨가제와 관련하여 만든 솔루션.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 작업은 미국 에너지부의 후원 하에 Lawrence Livermore National Laboratory가 계약 DE-AC52-07NA27344에 따라 수행했습니다. IM 릴리스 LLNL-JRNL-667016.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 단층 그래핀 옥사이드 | 저렴한 튜브 | n/a | 300-800 nm, XY 치수 |
| 단일벽 탄소 나노 튜브(SWCNT), | 탄소 솔루션 | P2-SWNT | |
| , 레조르시놀 | 알드리치 | , 398047-500G | |
| 물에 37% 포름알데히드 용액 | 알드리252549 | ||
| 아세트산 | 알드리320099 | ||
| 산화암모늄 용액, 28-30% NH3 기준 | 알드리치 | ||
| 탄산나트륨 | Aldrich | 791768 | |
| 안트라퀴논 | Aldrich | a90004 | |
| Polaron 초임계 건조기 | 전자 현미경 과학 | EMS 3100 | 이것은 대표적인 모델이며 아세톤과 호환되는 모든 임계점 건조기가 작동해야 합니다 |
참고문헌
- 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.
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재인쇄 및 허가
