Kaskad Tasarım Oksidasyonu ve Yüksek Bazik İndirgeme Reaksiyonları Kullanılarak Grafen Oksit ve İndirgenmiş Grafen Oksitin Ölçeklenebilir Sentezleri

Dolayısıyla araştırma kapsamımız, grafen üretimi ve grafen oksit nanomalzemelerinin indirgenmesi üzerine oksidasyon ve indirgeme teknolojisidir. Bu nedenle, optimize edilmiş güvenlik ve verimlilik ile kimyasal oksidasyon reaksiyonu için bir protokol geliştiriyoruz.

Güvenliği artıran ve çeşitli oksidasyon reaksiyonlarını ve alkali üretim reaksiyonunu algılayan teknolojiler, grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit üretimi için önemlidir.

Grafen oksidasyon reaksiyonunun ölçeği, güvenli ve verimli bir protokol gerektirir. Ana bilgisayar verimliliğinin yanı sıra, yankı markası ihtiyaçları ve grafen indirgeme ve bu da kimyasal indirgeme reaksiyonundadır.

Kademeli tasarım, oksidasyon reaksiyonu ve hücre ısıtma reaksiyonu için ekzotermik enerjilerden yararlanma, kimyasallardan, enerjilerden ve zamandan tasarruf etme sunuyoruz. Bazik amonyak kullanılarak indirgeme reaksiyonu, kesintisiz indirgenmiş grafen oksit için basit ve etkilidir.

Laboratuvarımız, grafen bazlı malzemelerin ölçekli üretimi ve protokol uygulaması için oksidasyon indirgeme reaksiyonunun protofilmini geliştirecek, özellikle yan grafenin su arıtma, su katalizörü, enerji depolama ve üretim için yararlı olduğunu ele alacaktır.

[Anlatıcı] Başlamak için, 50 mililitrelik bir cam behere beş gram grafit tozu ekleyin ve behere 50 mililitre %97 sülfürik asit ekleyin. Üç grafit ve sülfürik asit süspansiyonunu ortam koşullarında manyetik olarak en az bir saat karıştırın. 250 mililitrelik bir cam Erlenmeyer şişesine 100 mililitre %97 sülfürik asit ekleyin. Yaklaşık 100 mililitre manganez ve sülfürik asit çözeltisini çözmek ve hazırlamak için manyetik karıştırma altında sülfürik asit çözeltisine yavaşça 10 gram potasyum permanganat ekleyin. Önceden hazırlanmış bir grafit ve sülfürik asit süspansiyonunu, 250 mililitrelik cam Erlenmeyer şişesinde manyetik karıştırma altında manganez ve sülfürik asit çözeltisine yavaşça dökün. Bir su banyosunda dokuz dakika kaldıktan sonra, reaksiyon karışımını ortam koşullarında karıştırmaya devam edin. Ekzotermik reaksiyon sıcaklığının 48 ila 52 santigrat derece arasında zirveye ulaşmasına izin verin ve yavaş yavaş oda sıcaklığına dönün. Grafit, manganez ve sülfürik asitten oluşan üç karışımı da ortam koşullarında manyetik olarak karıştırın. Ardından, grafit, manganez ve sülfürik asit karışımından oluşan ilk Erlenmeyer şişesini çalkalayarak 1.080 mililitre suya dikkatlice dökün. Yaklaşık 59 santigrat dereceye yükselen reaksiyon sıcaklığını ölçmek için kızılötesi termometre kullanın. Ardından, sıcaklığı yaklaşık 80 santigrat dereceye yükseltmek için ikinci Erlenmeyer grafit, manganez ve sülfürik asit karışımı şişesini yavaşça ekleyin. Sıcaklığı yaklaşık 94 santigrat dereceye çıkarmak için üçüncü Erlenmeyer karışım şişesini ekleyin. Ekzotermik reaksiyondan hafif bir sıcaklık artışı gözlemleyerek yavaş yavaş 450 mililitre% 5 hidrojen peroksit çözeltisini behere dökün. Şimdi tüm reaksiyon karışımını 50 mililitrelik santrifüj tüplerine dökün. Ortam sıcaklığında beş dakika boyunca 1.500G'de santrifüjleyin. Çökelmiş katıları bir litre %5 hidroklorik asit çözeltisiyle karıştırmak için toplayın. Asidik süspansiyonu en az bir saat çalkaladıktan sonra, süpernatan çözelti pH dörde ulaşana kadar süspansiyonu santrifüjleyin ve yıkayın. Çökelmiş grafit oksit katısını yıkamak için saf su içeren bir vakumlu filtreleme sistemi kullanın. Daha sonra yıkanmış grafit oksit bulamacını 80 santigrat dereceye ayarlanmış bir kurutma fırınında kurutun. Daha sonra paslanmaz çelik veya seramik bir havan ve havan tokmağı kullanarak, bir grafit oksit tozu üretmek için kurutulmuş malzemeyi öğütün. Elde edilen grafit oksit ve grafen oksidi karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi kullanın. pH 10'a ulaşana kadar grafit oksidin sulu dispersiyonuna yavaş yavaş %25 ila 28 amonyak çözeltisi damlatın. Sürekli bir döngü ve% 80 genlik ile 100 watt güce ayarlanmış bir ultrasonik prob kullanarak dispersiyonu sonikleştirin. Bir litrelik grafen oksit dispersiyonunu bir litrelik yuvarlak cam reaktöre dökün. pH'ı 11'in üzerine çıkarmak ve karışımı oldukça bazik hale getirmek için 111 mililitre %25 ila 28 amonyak çözeltisi ekleyin. Reaksiyon karışımını karıştırmadan 90 santigrat dereceye ısıtın. Daha sonra indirgenmiş grafen oksit karışımını filtre bezleri veya selüloz filtre kağıdı kullanarak filtreleyin ve hidrojeli saklamak için plastik bir kutuda toplayın. İndirgenmiş grafen oksit hidrojeli karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi kullanın. Son olarak, 0,1 gram indirgenmiş grafen oksit hidrojeli 300 mililitre suya dağıtın. İyi sulu dispersiteyi gösteren RGO nano tabakalarının homojen bir dağılımını sağlamak için çalkalama ve ardından sonikasyon kullanın. Grafit oksit tozunun x-ışını kırınım modeli, 8,19 angstromluk tabakalar arası mesafeye ve 42,2 derecelik bir tepe noktasına karşılık gelen 10,8 derecede bir tepe noktası ortaya çıkardı. SEM görüntüleri, grafit oksit parçacıklarının çok katmanlı yapısını doğruladı ve element haritalaması, karbon ve oksijen atomlarının düzgün dağılımlarını gösterdi. EDS spektrumu ve grafen oksidin element analizi, %64.02 karbon atomu ve %35.98 oksijen atomu gösterdi ve 1.78'lik bir CO-atom oranı verdi. Milyonda 1.000 parça konsantrasyonda grafit oksitten pul pul dökülen go nano tabakalarının SEM görüntüleri, ince tabakalara başarılı bir şekilde ayrıldığını ortaya çıkardı. İndirgenmiş grafen oksit hidrojel ve tozun XRD modelleri, hidrojel için 27.7 derecede geniş bir tepe noktası ortaya çıkarırken, toz 10.1, 26.6 ve 42.6 derecede daha keskin zirveler sergiledi. Susuz RGO hidrojelin SEM görüntüleri, istiflenmemiş nano tabakaları ve birleştirilmiş RGO yapılarının gözenekli morfolojisini ortaya çıkardı. RGO hidrojel yapısının elementel haritalaması, 4.16'lık bir CO-atom oranı ile matris boyunca karbon ve oksijen atomlarının düzgün dağılımlarını gösterdi. Susuz RGO nano tabakalarının SEM görüntüleri, buruşuk bir morfoloji ve ince tabaka yapısı ortaya çıkardı.