Η βασική διαφορά μεταξύ οξειδίου γραφενίου και ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου είναι ότι το οξείδιο του γραφενίου περιέχει λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο, ενώ το ανηγμένο οξείδιο γραφενίου στερείται των λειτουργικών ομάδων που περιέχουν οξυγόνο.
Το οξείδιο του γραφίτη είναι ένα υλικό που αποτελείται από άτομα άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου. Μπορούμε να λάβουμε αυτή την ένωση με επεξεργασία γραφίτη με ισχυρά οξειδωτικά. Επίσης, μπορούμε να παράγουμε τα μονομοριακά φύλλα αυτού του υλικού, που είναι τα φύλλα οξειδίου του γραφενίου. Επιπλέον, μπορούμε να επεξεργαστούμε αυτά τα μονομοριακά φύλλα για να λάβουμε ανηγμένο οξείδιο γραφενίου.
Τι είναι το οξείδιο του γραφενίου;
Το οξείδιο του γραφενίου είναι ένα μονομοριακό φύλλο από οξείδιο γραφίτη. Αυτό το υλικό είναι πολύ σημαντικό γιατί μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για την παραγωγή φύλλων γραφενίου με αποτελεσματικό, αλλά φθηνό τρόπο. Σε αυτή την περίπτωση, το οξείδιο του γραφενίου είναι μια οξειδωμένη μορφή γραφενίου. Έχει ένα ενιαίο ατομικό στρώμα, δεμένο με λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο.
Εικόνα 01: Χημική δομή οξειδίου του γραφενίου
Αυτό το υλικό είναι διασπειρόμενο σε νερό και άλλους διαλύτες λόγω της παρουσίας λειτουργιών οξυγόνου. Ως εκ τούτου, είναι εύκολη η επεξεργασία αυτού του υλικού. Επίσης, αυτή η ιδιότητα του επιτρέπει να ενισχύει τις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες του κεραμικού όταν αναμιγνύουμε το κεραμικό υλικό με οξείδιο του γραφενίου. Ωστόσο, δεν είναι καλό για την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ως εκ τούτου, το κατηγοριοποιούμε ως ηλεκτρικό μονωτικό. Κυρίως, αυτό οφείλεται στη διακοπή των δικτύων σύνδεσης sp2 που υπάρχει στον γραφίτη. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες διαδικασίες που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να αυξήσουμε τις ιδιότητές του.
Επίσης, υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι που χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές για να κάνουν αυτήν την ένωση. Αυτοί είναι; Μέθοδος Staudenmaier, Hofmann, Brodie και Hummers. Αυτές οι τεχνικές έχουν διάφορες διαφορές μεταξύ τους.
Uses
- Στην παραγωγή διαφανών αγώγιμων μεμβρανών σε εύκαμπτα ηλεκτρονικά, ηλιακά κύτταρα, χημικούς αισθητήρες κ.λπ. με την εφαρμογή οξειδίου γραφενίου ως λεπτής μεμβράνης που εναποτίθεται στο υπόστρωμα.
- Για την αντικατάσταση του οξειδίου του κασσιτέρου σε μπαταρίες και οθόνες αφής.
- Ως υλικό ηλεκτροδίων για μπαταρίες, πυκνωτές και ηλιακά κύτταρα λόγω της μεγάλης επιφάνειας του.
- Για να ενισχύσετε τις ιδιότητες των σύνθετων υλικών (αντοχή σε εφελκυσμό, ελαστικότητα, αγωγιμότητα κ.λπ.) αναμειγνύοντας με αυτά τα υλικά.
- Διάφορες ιατρικές εφαρμογές λόγω της φθορίζουσας φύσης του υλικού.
Τι είναι το ανηγμένο οξείδιο γραφενίου;
Το ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου είναι η ανηγμένη μορφή των μονομοριακών φύλλων οξειδίου του γραφενίου. Δεν υπάρχουν λειτουργικές ομάδες που να περιέχουν οξυγόνο καθώς αυτές οι ομάδες μειώνονται μέσω διαφορετικών τεχνικών θεραπείας. Επίσης, αυτή η διαδικασία μείωσης είναι μια εξαιρετικά ζωτικής σημασίας διαδικασία γιατί έχει μεγάλο αντίκτυπο στο τελικό προϊόν που πρόκειται να πάρουμε. Επειδή, η διαδικασία καθορίζει πόσο κοντά θα είναι η ποιότητα της μειωμένης μορφής στην ποιότητα του τέλειου γραφενίου.
Για εφαρμογές όπως η αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη/βιομηχανική κλίμακα, το ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου είναι μια καλή επιλογή. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι είναι πολύ εύκολο να κατασκευαστεί αυτή η ένωση σε μεγάλη κλίμακα από την παραγωγή γραφενίου.
Εικόνα 02: Φασματοσκοπία απορρόφησης και Φασματοσκοπία Raman γραφίτη, οξειδίου γραφενίου και ανηγμένου οξειδίου γραφενίου
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους μπορούμε να μειώσουμε το οξείδιο του γραφενίου για να λάβουμε ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου. Μεταξύ αυτών, οι σημαντικές τεχνικές είναι οι θερμικές, χημικές ή ηλεκτροχημικές μέθοδοι. Η χρήση των χημικών μεθόδων έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα γιατί, τότε μπορούμε να κλιμακώσουμε την παραγωγή όπως επιθυμούμε. Ωστόσο, τις περισσότερες φορές, το προϊόν από χημικές μεθόδους έχει τις ηλεκτρικές του ιδιότητες και την επιφάνεια, κάτω από τα πρότυπα.
Uses
- Σε έρευνες σχετικά με το γραφένιο
- Παραγωγή μπαταριών
- Βιοϊατρικές εφαρμογές
- Στην παραγωγή υπερπυκνωτών
- Σε εκτυπώσιμα ηλεκτρονικά είδη γραφενίου
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οξειδίου γραφενίου και ανηγμένου οξειδίου γραφενίου;
Το οξείδιο του γραφενίου είναι ένα μονομοριακό φύλλο οξειδίου του γραφίτη, ενώ το ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου είναι η ανηγμένη μορφή φύλλων μονομοριακού οξειδίου του γραφενίου. Ως εκ τούτου, από αυτό, μπορούμε να κατανοήσουμε τη βάση της διαφοράς μεταξύ του οξειδίου του γραφενίου και του ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οξείδιο γραφενίου για να παράγουμε γραφένιο σε μικρή κλίμακα και με φθηνό τρόπο, αλλά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια ανηγμένη μορφή οξειδίου του γραφενίου για την παραγωγή γραφενίου σε μεγάλη βιομηχανική κλίμακα.
Μια άλλη διαφορά μεταξύ του οξειδίου του γραφενίου και του ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου είναι ότι το οξείδιο του γραφενίου είναι πολύ διασπειρόμενο στο νερό και σε άλλους διαλύτες ενώ η ανηγμένη μορφή είναι λιγότερο διασπειρόμενο. είναι διασπειρόμενο σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Πάνω απ 'όλα, η βασική διαφορά μεταξύ του οξειδίου του γραφενίου και του ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου είναι ότι το οξείδιο του γραφενίου περιέχει λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο, ενώ το ανηγμένο οξείδιο γραφενίου στερείται των λειτουργικών ομάδων που περιέχουν οξυγόνο. Είναι κυρίως επειδή παράγουμε την ανηγμένη μορφή μέσω αντιδράσεων αναγωγής του οξειδίου του γραφενίου.
Σύνοψη – Οξείδιο γραφενίου έναντι μειωμένου οξειδίου γραφενίου
Συνοπτικά, η βασική διαφορά μεταξύ του οξειδίου του γραφενίου και του ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου είναι ότι το οξείδιο του γραφενίου περιέχει λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο ενώ το ανηγμένο οξείδιο γραφενίου στερείται των λειτουργικών ομάδων που περιέχουν οξυγόνο. Επιπλέον, μπορούμε να μετατρέψουμε το οξείδιο του γραφίτη σε οξείδιο γραφενίου και στη συνέχεια σε ανηγμένο οξείδιο γραφενίου.
