Cascade Design Oxidation 및 Highly Basic 환원 반응을 사용한 Graphene Oxide와 Reduced Graphene Oxide의 확장 가능한 합성

따라서 우리의 연구 범위는 그래핀 생산 및 산화 그래핀 나노 물질 환원에 대한 산화 및 환원 기술입니다. 그래서 우리는 최적화된 안전성과 효율성을 갖춘 화학적 산화 반응을 위한 프로토콜을 개발합니다.

안전성을 향상시키고 다양한 산화 반응을 감지하는 기술, 알칼리성 생산 반응은 산화 그래핀 및 환원 산화 그래핀의 생산에 중요합니다.

그래핀 산화 반응의 규모에는 안전하고 효율적인 프로토콜이 필요합니다. 호스트 효율성 외에도 에코 브랜드 요구 사항과 그래핀 환원, 이는 화학적 환원 반응입니다.

캐스케이드 설계, 산화 반응, 셀 가열 반응을 위한 발열 에너지 활용, 화학 물질, 에너지 및 시간을 절약합니다. 염기성 암모니아를 이용한 환원 반응은 논스톱 환원 그래핀 산화물에 간단하고 효과적입니다.

우리 연구실은 그래핀 기반 재료의 규모 생산 및 프로토콜 적용을 위한 산화 환원 반응의 프로토필름을 개발할 것이며, 특히 측면 그래핀을 다루는 것은 정수, 물 촉매, 에너지 저장 및 생산에 유용합니다.

[해설자] 시작하려면 50밀리리터 유리 비커에 흑연 분말 5g을 넣고 비커에 97% 황산 50밀리리터를 추가합니다. 흑연과 황산의 세 가지 현탁액을 주변 조건에서 최소 1시간 동안 자기적으로 저어줍니다. 250밀리리터 유리 삼각 플라스크에 100밀리리터의 97% 황산을 첨가합니다. 자기 교반 하에 황산 용액에 과망간산칼륨 10g을 천천히 첨가하여 약 100ml의 망간과 황산 용액을 용해시키고 준비합니다. 미리 준비된 흑연 및 황산 현탁액 1개를 250밀리리터 유리 삼각 플라스크에서 자기 교반하면서 망간 및 황산 용액에 천천히 붓습니다. 수조에서 9분 후, 주변 조건에서 반응 혼합물을 계속 교반합니다. 발열 반응 온도가 섭씨 48도에서 52도 사이로 최고조에 달하도록 하고 점차적으로 실온으로 돌아갑니다. 흑연, 망간 및 황산의 세 가지 혼합물을 모두 주변 조건에서 자기적으로 저어줍니다. 다음으로, 흑연, 망간 및 황산 혼합물이 담긴 첫 번째 삼각 플라스크를 교반하면서 1,080밀리리터의 물에 조심스럽게 붓습니다. 적외선 온도계를 사용하여 약 섭씨 59도까지 상승하는 반응 온도를 측정합니다. 그런 다음 흑연, 망간 및 황산 혼합물의 두 번째 삼각 플라스크를 천천히 첨가하여 온도를 섭씨 약 80도까지 올립니다. 혼합물의 세 번째 삼각 플라스크를 추가하여 온도를 섭씨 약 94도까지 올립니다. 450 밀리리터의 5 % 과산화수소 용액을 비커에 점차적으로 붓고 발열 반응으로 인한 약간의 온도 상승을 관찰합니다. 이제 전체 반응 혼합물을 50밀리리터 원심분리기 튜브에 붓습니다. 상온에서 1,500G에서 5분 동안 원심분리합니다. 침전된 고형물을 모아 1리터의 5% 염산 용액과 혼합합니다. 산성 현탁액을 최소 1시간 동안 교반한 후, 상청액이 pH 4에 도달할 때까지 현탁액을 원심분리하고 세척합니다. 순수한 물로 진공 여과 시스템을 사용하여 침전된 산화흑연 고체를 세척합니다. 다음으로, 세척된 산화흑연 슬러리를 섭씨 80도로 설정된 건조 오븐에서 건조합니다. 그런 다음 스테인리스 스틸 또는 세라믹 모르타르와 유봉을 사용하여 건조된 재료를 분쇄하여 산화흑연 분말을 생성합니다. 주사 전자 현미경과 에너지 분산 X선 분광법을 사용하여 얻어진 산화흑연과 산화 그래핀을 특성화합니다. pH가 10에 도달할 때까지 25-28% 암모니아 용액을 산화흑연 수성 분산액에 점차적으로 떨어뜨립니다. 연속 사이클과 진폭 100 %로 80 와트 전력으로 설정된 초음파 프로브를 사용하여 분산을 초음파 처리합니다. 1리터의 산화그래핀 분산액을 1리터의 원형 유리 반응기에 붓습니다. 111 밀리리터의 25-28 % 암모니아 용액을 첨가하여 pH를 11 이상으로 올리고 혼합물을 고염기성으로 만듭니다. 저어주지 않고 반응 혼합물을 섭씨 90도로 가열합니다. 그런 다음 필터 직물이나 셀룰로오스 여과지를 사용하여 환원 된 산화 그래핀 혼합물을 여과하고 하이드로겔을 플라스틱 상자에 모아 보관합니다. 주사 전자 현미경과 에너지 분산 X선 분광법을 사용하여 환원 된 산화 그래핀 하이드로겔을 특성화합니다. 마지막으로 환원 그래핀 산화물 하이드로겔 0.1g을 물 300밀리리터에 분산시킵니다. 교반 후 초음파 처리를 사용하여 RGO 나노 시트의 균일한 분산을 보장하여 우수한 수성 분산을 나타냅니다. 산화흑연 분말의 X선 회절 패턴은 10.8도에서 피크를 나타내며, 이는 8.19옹스트롬의 시트 간 거리에 해당하고 42.2도에서 피크를 나타냈습니다. SEM 이미지는 흑연 산화물 입자의 다층 구조와 원소 매핑이 탄소 및 산소 원자의 균일한 분포를 나타내는 것을 확인했습니다. 산화 그래핀의 EDS 스펙트럼 및 원소 분석은 탄소 원자 64.02%와 산소 원자 35.98%를 나타내어 CO-원자 비율은 1.78입니다. 1,000ppm 농도의 흑연 산화물에서 박리된 go 나노시트의 SEM 이미지는 얇은 시트로 성공적으로 분리된 것으로 나타났습니다. 환원 산화 그래핀 하이드로겔과 분말의 XRD 패턴은 하이드로겔의 경우 27.7도에서 넓은 피크를 나타낸 반면, 분말은 10.1도, 26.6도, 42.6도에서 더 날카로운 피크를 나타냈습니다. 탈수된 RGO 하이드로겔의 SEM 이미지는 조립된 RGO 구조의 적층되지 않은 나노시트와 다공성 형태를 드러냈습니다. RGO 하이드로겔 구조의 원소 매핑은 매트릭스 전체에 걸쳐 탄소 및 산소 원자의 균일한 분포를 보여주었으며 CO-원자 비율은 4.16입니다. 탈수된 RGO 나노시트의 SEM 이미지는 주름진 형태와 얇은 시트 구조를 보여주었습니다.