Wie viel wissen Sie über Graphenoxid?

Jeder muss schon lange über Graphen, die Wabenstruktur, hervorragende mechanische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften, optische Eigenschaften usw. Bescheid wissen und hier nicht zu viele Einführungen machen. Was mit Graphen oft diskutiert wird, ist Graphenoxid. Warum ist Graphenoxid vorhanden? Der Autor glaubt, dass der größte Grund die Streuung ist.

Graphenoxid ist, wie der Name schon sagt, ein Graphenoxid, das eine aktive sauerstoffhaltige Gruppe in Graphen einführt und behandelt wird, um eine modifizierte Graphenschicht zu erhalten, die die aktiven Reaktionsstellen erhöht und Graphenoxid stärker macht. Es ist leicht zu tragen Oberflächenmodifizierung und Anreicherung der Funktionalisierungsmittel, die die Verträglichkeit von modifiziertem Graphenoxid mit Lösungsmitteln und Polymeren wirksam verbessern können, und eine breitere Anwendung auf dem Gebiet der organischen und anorganischen Verbundwerkstoffe finden.

Für die Anwendung von Pulvermaterialien ist die Voraussetzung, dass es in dem verwendeten System gut dispergiert werden kann und es am besten ist, eine Monodispersion zu erreichen, damit die besonderen Eigenschaften des Pulvermaterials wirklich ausgeübt werden können. Das Graphenmaterial muss sich jedoch im Wasser befinden. Es ist sehr schwierig, vollständig zu dispergieren, da das Graphenmaterial fast keine hydrophilen Gruppen auf der Oberfläche aufweist, aber die hydrophilen Gruppen wie Hydroxylgruppen und Carboxylgruppen, die an die Defekte von Graphenoxid gebunden sind, können seine Dispergierbarkeit in Wasser besser machen als Graphen.

Einführung in die Zubereitungsmethoden

Gegenwärtig ist die Hummers-Methode die gängige Methode zur Herstellung von Graphenoxid im In- und Ausland, und der Herstellungsprozess kann einfach wie folgt zusammengefasst werden:

1. Zugabe von Graphit zu einer starken Säure (konzentrierte Schwefelsäure) und einem starken Oxidationsmittel (Kaliumpermanganat), um Graphenoxid zu erhalten;

2. Das erhaltene Graphenoxid wird durch magnetisches Rühren oder Ultraschallvibration entfernt;

3. Reduktion von Graphenoxid durch chemische Reduktion / thermische Reduktion oder dergleichen, um reduziertes Graphenoxid zu erhalten.

Änderungsmethode

1. Funktionelle Modifikation von ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) unter Verwendung eines sauerstoffhaltigen Immobilisierungsinitiators für funktionelle Gruppen auf der Oberfläche von Graphenoxid.

2. Fixieren Sie den Initiator auf dem Graphenoxid-Kohlenstoffgerüst für die ATRP-Funktionsmodifikation.

3. Funktionelle Modifikation durch nichtkovalente Bindung von ATRP-Polymer mit Graphenoxid.

Funktionseinführung

Herstellung von Polymerverbundwerkstoffen

Graphenoxid kann nach der Funktionalisierung in Lösung verarbeitet werden, was sich sehr gut zur Herstellung von Hochleistungspolymer-konformen Materialien eignet.

Natürlich ist es neben der Herstellung von organischen Verbundwerkstoffen auch möglich, anorganische Graphenoxid-Verbundwerkstoffe wie Metalle, Metalloxide, Keramiken und dergleichen herzustellen, die auf das Graphenoxid geladen werden, um ein multifunktionales Material herzustellen.

Zum Beispiel ist die Wirkung von Kupfer / Graphenoxid auf die katalytische Oxidation von MB aus der Figur ersichtlich, dass das Verbundmaterial eine verbesserte Oxidationsleistung für Kupfer aufweist.

Vorbereitung der Biomedizin

Die größere Oberfläche kann als Arzneimittelträger verwendet werden, und die Arzneimittelmoleküle können auf die aktiven Gruppen von Graphenoxid gepfropft werden, und funktionalisiertes Graphen mit guter Wasserlöslichkeit und Biokompatibilität kann erhalten werden, und Moleküle mit anderen Funktionen können ebenfalls erhalten werden. Pfropfen auf Graphenoxid zur Herstellung von Graphen mit verschiedenen Funktionen, wie z. B. Reinigung der Umwelt und Adsorption toxischer und schädlicher Substanzen in Wasser, was die Anwendung von Graphenoxid stark bereichert.

Antiseptikum

Graphenoxid hat ebenso wie Graphen eine gute Korrosionsbeständigkeit. Im Gegensatz dazu hat Graphenoxid ein aktives Zentrum und wird daher leichter zu modifizieren und kann gut in Beschichtungen dispergiert werden. Sein Korrosionsschutzmechanismus ist wie folgt:

1. Schichtstapelung von Blattoxid durch Graphen. Obwohl Graphen eine zweidimensionale Schichtstruktur ist, kann nach Schichtstapelung und effektiver gleichmäßiger Dispersion eine dreidimensionale dreidimensionale Struktur auf der Oberfläche des Produkts gebildet werden, und die Projektion auf die Oberfläche des Produkts führt zu einer Füllebene Sauerstoff in der Umwelt zu blockieren. Und die Rolle von Wasser für Korrosionsschutzzwecke.

2. Graphenoxid hat eine gute Stabilität. Seine chemischen Eigenschaften sind stabil und seine Eigenschaften sind stabil und werden unter Bedingungen hoher Temperatur, Korrosion und hohem Sauerstoffgehalt nicht beeinflusst. An der Herstellungsmethode können wir erkennen, dass seine chemischen Eigenschaften stabil genug sind, um Korrosion in der Natur zu widerstehen.

3. Gute elektrische Leitfähigkeit. Reduziertes Graphenoxid hat eine ausgezeichnete Protonen / Elektronen-Leitfähigkeit und eine extrem niedrige Leitfähigkeit. Es verbessert den kathodischen Schutzweg in Korrosionsschutzbeschichtungen, verbessert die Verwendungsrate von Zinkpulver und verbessert somit die Korrosionsschutzleistung.

4. Die zweidimensionalen Graphenoxidschichten sind gleichmäßig in der Beschichtung verteilt, und jede Schicht hat eine andere Ausrichtung, wodurch eine dreidimensionale Struktur gebildet wird, die das Eindringen von Wassermolekülen und anderen Medien in die Korrosion wirksam blockiert.

Leitfähig

Erstens ist die Leitfähigkeit von Graphen selbst sehr gut. Die Elektronenmigrationsrate erreicht bei Raumtemperatur, der spezifische Widerstand ist nur, die Elektronen bewegen sich in einer zweidimensionalen Wabenstruktur und die Ladungsträger in Graphen folgen einem speziellen Quantentunnel. Der Effekt ist, dass es keine Rückstreuung gibt, wenn es auf Verunreinigungen trifft, so dass es auch eine Ursache für Supraleitung ist. Obwohl das konjugierte Netzwerk nach der Funktionalisierung (Oxidation) von Graphen zerstört wird, hat das Graphenoxid bestimmte isolierende Eigenschaften, aber nach der Reduktionsbehandlung kann das reduzierte Graphenoxid erhalten werden, das weniger leitfähig als das ursprüngliche Graphen ist, obwohl der größte Teil davon verloren geht Die elektrische Leitfähigkeit, aber das behandelte Graphenoxidpulver kann bei der Funktionalisierung stark verbessert werden, was zweifellos die Anwendungsschwelle von Graphenoxid senkt. Außerdem kann die Menge der Zugabe von Graphenoxid später weitergegeben werden. Die Gleichmäßigkeit der Dispersion und der Rekombinationsgrad mit dem Matrixmaterial werden gesteuert, um die elektrische Leitfähigkeit des reduzierten Graphenoxids zu verbessern, die Anforderungen der vorhandenen Korrosionsschutzbeschichtung an die Leitfähigkeit zu erfüllen und dadurch die Verwendung des Metallfüllstoffs zu reduzieren oder zu ersetzen!

Das Institut für Werkstofftechnologie und -technik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat die technischen Engpässe bei der Entwicklung und Anwendung von graphenmodifizierten Korrosionsschutzbeschichtungen erfolgreich überwunden. Es befindet sich auf internationalem fortgeschrittenem Niveau und wurde erfolgreich in den Bereichen nationales Stromnetz, Petrochemie, Meerestechnik und Ausrüstung eingesetzt.

Wärmeleitung

Die höhere Wärmeleitfähigkeit und die größere spezifische Oberfläche bilden zweifellos den Grundstein für das wärmeleitende Material. Gleichzeitig verbessert das aktive Zentrum auf dem reduzierten Graphenoxid seine Verwendbarkeit und stabile Konjugatstruktur, so dass es bei hoher Temperatur arbeiten kann. Dies verbessert die Lebensdauer des Produkts.

Um zusammenzufassen

Obwohl unvollständig reduziertes Graphenoxid viele Vorteile gegenüber Graphen hinsichtlich Dispergierbarkeit und funktioneller Konstruktion hat, führt es auch einige Defekte und andere funktionelle Gruppen mehr oder weniger ein, wodurch die ausgezeichnete Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften von Graphen selbst verringert werden und wie zwischen Funktionen und gewählt werden kann Anwendungen sind ein Thema, mit dem sich viele Forscher auseinandersetzen müssen. Wir hoffen, dass durch die kontinuierliche Vertiefung der Forschung diese Probleme gelöst werden können!

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