پودر گرافن (گرافن اکسید احیا شده)
۵۰۰,۰۰۰ تومان
گرافن اکسید احیا شده یک پودر سیاه رنگ است که از کاهش گرافن اکسید با استفاده از روش های مختلف شیمیایی و حرارتی بدست می آید. روش های اصلی احیای گرافن اکسید عبارتند از:
الف. روشهای شیمیایی
- احیای هیدروترمال:
- استفاده از عوامل کاهنده مانند هیدرازین (N₂H₄)، اسید اسکوربیک، یا HI در دمای بالا (180-200 درجه سانتی گراد)
- مزیت: کنترل دقیق روی درجه کاهش (C/O ratio) و امکان سنتز نانوساختارهای سهبعدی.
- چالش: باقیماندن گروههای اکسیژنی به صورت نقص.
- احیای الکتروشیمیایی:
- اعمال پتانسیل منفی در الکترولیتهای آبی (مانند PBS یا KOH
- مزیت: احیای انتخابی و امکان پایش در لحظه با تکنیکهایی مانند CV.
- کاربرد: حسگرهای زیستی با حساسیت بالا.
- احیای فتوشیمیایی:
- استفاده از نور UV در حضور عوامل کاهنده (مانند اتانول یا NaBH₄).
- مکانیسم: تولید رادیکالهای آزاد که گروههای اکسیژنی را حذف میکنند.
ب. روشهای حرارتی
- احیای سریع حرارتی (Thermal Annealing):
- حرارت دهی تا ۱۰۰۰°C در خلأ یا محیط خنثی (Ar/N₂).
- نتیجه: کاهش شدید گروههای اکسیژنی و افزایش هدایت الکتریکی (~(1000 S/m)
- چالش: ایجاد نقص در شبکه اسپ² به دلیل انتشار گازهای CO/CO₂.
- احیای پلاسمایی (Plasma Reduction):
- استفاده از پلاسمای H₂ یا Ar برای حذف گروههای عاملی.
- مزیت: کاهش دمای فرآیند (زیر ۳۰۰°C) و حفظ ساختار.
ج. روشهای چندوجهی (Hybrid)
- ترمیم شیمیایی-حرارتی:
- ترکیب عوامل کاهنده (مانند NaBH₄) با حرارت ملایم (~۲۰۰°C) برای کاهش نقایص.
۲. کاربردهای تخصصی گرافن احیا شده (rGO)
الف. الکترونیک و ذخیرهسازی انرژی
- ابر خازن ها (Supercapacitors):
- rGO با مساحت سطح بالا (~۵۰۰ m²/g) و هدایت بهبودیافته برای چگالی انرژی ~۲۰ Wh/kg.
- چالش: نیاز به اصلاح شیمیایی بیشتر برای افزایش پایداری چرخهای.
- باتریهای لیتیوم-یون/لیتیوم-سولفور
- rGO به عنوان ماتریس رسانا برای کاتدهای گوگرد (ظرفیت ~۱۰۰۰ mAh/g).
ب. حسگرها و زیستپزشکی
- حسگرهای گازی (NH₃, NO₂):
- حساسیت rGO به دلیل نقایص باقیمانده و گروههای عاملی انتخابی.
- مثال: تشخیص NH₃ در ppm ۵ با پاسخ سریع (۱۰ ثانیه).
- حاملهای دارویی:
- rGO با گروههای کربوکسیلیک باقیمانده برای اتصال کووالانسی داروها (مانند دوکسوروبیسین).
ج. کامپوزیتهای پیشرفته
- تقویت مکانیکی پلیمرها:
- افزودن rGO به ماتریسهایی مانند اپوکسی موجب افزایش مدول یانگ تا ۲۰۰%.
- مکانیسم: تشکیل پیوندهای π-π بین rGO و زنجیرههای پلیمری.
د. کاتالیستها
- واکنشهای الکتروکاتالیستی (ORR, HER):
- rGO با نقاط کوانتومی فلزی (مانند Pt یا Co) برای بهبود فعالیت کاتالیستی.
۳. چالشهای تحقیقاتی
- کنترل دقیق درجه کاهش: ارتباط بین C/O ratio و خواص الکترونی.
- پایدارسازی rGO در محیطهای آبی: جلوگیری از تجمع مجدد (re-stacking).
- احیای سبز: جایگزینی عوامل کاهنده سمی (هیدرازین) با مواد زیستسازگار
افزودن به سبد خرید
- مشخصات محصول
- دیتاشیت
- مشخصات فنی
- کاربردها
- نظرات
هنوز نظری ثبت نشده
اولین نفری باشید که نظر میدهید
ثبت نظر