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 (NH)، 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 NaBH).
    • 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/N).
    • نتیجه: کاهش شدید گروه‌های اکسیژنی و افزایش هدایت الکتریکی (~(1000 S/m)
    • چالش: ایجاد نقص در شبکه اسپ² به دلیل انتشار گازهای CO/CO.
  • احیای پلاسمایی (Plasma Reduction):
    • استفاده از پلاسمای H 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 NaBH) 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 (NH, NO):
    • حساسیت rGO به دلیل نقایص باقی‌مانده و گروه‌های عاملی انتخابی.
    • مثال: تشخیص NH 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

 

 

وزن

افزودن به سبد خرید
  • مشخصات محصول
  • دیتاشیت
  • مشخصات فنی
  • کاربردها
  • نظرات
سبد خرید