Avainero grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin välillä on, että grafeenioksidi sisältää happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä, kun taas pelkistetystä grafeenioksidista puuttuu happea sisältävät funktionaaliset ryhmät.
Grafiittioksidi on materiaali, joka koostuu hiili-, vety- ja happiatomeista. Voimme saada tämän yhdisteen käsittelemällä grafiittia vahvoilla hapettimilla. Voimme myös valmistaa tämän materiaalin monomolekyylilevyjä, jotka ovat grafeenioksidilevyjä. Lisäksi voimme käsitellä näitä monomolekyylilevyjä pelkistetyn grafeenioksidin saamiseksi.
Mikä on grafeenioksidi?
Grafeenioksidi on yksimolekyylinen levy grafiittioksidista. Tämä materiaali on erittäin tärkeä, koska voimme käyttää sitä grafeenilevyjen tuottamiseen tehokkaalla, mutta edullisella tavalla. Tässä tapauksessa grafeenioksidi on grafeenin hapettunut muoto. Siinä on yksi atomikerros, joka on päällystetty happea sisältävillä funktionaalisilla ryhmillä.
Kuva 01: Grafeenioksidin kemiallinen rakenne
Tämä materiaali dispergoituu veteen ja muihin liuottimiin, koska siinä on happifunktioita. Siksi tätä materiaalia on helppo käsitellä. Lisäksi tämä ominaisuus mahdollistaa sen, että se parantaa keramiikan sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia, kun keraamista materiaalia sekoitetaan grafeenioksidin kanssa. Se ei kuitenkaan ole hyvä sähkönjohtavuudelle. Siksi luokittelemme sen sähköeristeeksi. Tämä johtuu pääasiassa grafiitissa esiintyvistä sp2-sidosverkkojen häiriöstä. Mutta on joitain prosesseja, joilla voimme parantaa sen ominaisuuksia.
Lisäksi on olemassa neljä päämenetelmää, joita valmistajat käyttävät tämän yhdisteen valmistamiseen. He ovat; Staudenmaier, Hofmann, Brodie ja Hummers menetelmä. Näillä tekniikoilla on useita eroja.
Käyttää
- Läpinäkyvien johtavien kalvojen valmistuksessa joustavassa elektroniikassa, aurinkokennoissa, kemiallisissa antureissa jne. käyttämällä grafeenioksidia ohuena kalvona, joka kerrostetaan substraattiin.
- Tinaoksidin vaihtamiseen paristoissa ja kosketusnäytöissä.
- Akkujen, kondensaattoreiden ja aurinkokennojen elektrodimateriaalina sen suuren pinta-alan ansiosta.
- Komposiittimateriaalien ominaisuuksien parantaminen (vetolujuus, kimmoisuus, johtavuus jne.) sekoittamalla näihin materiaaleihin.
- Erilaiset lääketieteelliset sovellukset materiaalin fluoresoivan luonteen vuoksi.
Mikä on pelkistetty grafeenioksidi?
Pelkistynyt grafeenioksidi on monomolekyylisten grafeenioksidilevyjen pelkistetty muoto. Ei ole olemassa happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä, koska nämä ryhmät pelkistetään erilaisten käsittelytekniikoiden avulla. Myös tämä pelkistysprosessi on erittäin tärkeä prosessi, koska sillä on suuri vaikutus saatavaan lopputuotteeseen. Koska prosessi määrittää, kuinka lähellä pelkistetyn muodon laatu on täydellisen grafeenin laatua.
Sovelluksiin, kuten energian varastointiin suuressa/teollisessa mittakaavassa, pelkistetty grafeenioksidi on hyvä valinta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että tämän yhdisteen valmistaminen suuressa mittakaavassa on erittäin helppoa kuin grafeenin valmistaminen.
Kuva 02: Grafiitin, grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin absorbanssispektroskopia ja Raman-spektroskopia
On olemassa useita tapoja, joilla voimme pelkistää grafeenioksidin, jolloin saadaan pelkistetty grafeenioksidi. Niiden joukossa tärkeitä tekniikoita ovat lämpö-, kemialliset tai sähkökemialliset menetelmät. Kemiallisten menetelmien käytöstä on suuri etu, koska silloin voimme skaalata tuotantoa haluamallamme tavalla. Useimmiten kemiallisilla menetelmillä saadun tuotteen sähköiset ominaisuudet ja pinta-ala ovat kuitenkin standardien alapuolella.
Käyttää
- Grafeeniä koskevissa tutkimuksissa
- Akkujen valmistus
- Bialääketieteen sovellukset
- Superkondensaattorien tuotannossa
- Tulostettavassa grafeenielektroniikassa
Mitä eroa on grafeenioksidilla ja pelkistetyllä grafeenioksidilla?
Grafeenioksidi on yksimolekyylinen grafiittioksidilevy, kun taas pelkistetty grafeenioksidi on monomolekyylisten grafeenioksidilevyjen pelkistetty muoto. Tästä syystä voimme ymmärtää grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin välisen eron perustan. Voimme käyttää grafeenioksidia tuottamaan grafeenia pienessä mittakaavassa ja halvalla, mutta voimme käyttää pelkistettyä grafeenioksidin muotoa grafeenin valmistukseen suuressa teollisessa mittakaavassa.
Toinen ero grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin välillä on, että grafeenioksidi dispergoituu hyvin veteen ja muihin liuottimiin, kun taas pelkistetty muoto on vähemmän dispergoituva; se hajoaa pieninä pitoisuuksina. Ennen kaikkea avainero grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin välillä on, että grafeenioksidi sisältää happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä, kun taas pelkistetystä grafeenioksidista puuttuu happea sisältävät funktionaaliset ryhmät. Se johtuu pääasiassa siitä, että tuotamme pelkistettyä muotoa grafeenioksidin pelkistysreaktioiden kautta.
Yhteenveto – grafeenioksidi vs pelkistetty grafeenioksidi
Yhteenveto, avainero grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin välillä on se, että grafeenioksidi sisältää happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä, kun taas pelkistetystä grafeenioksidista puuttuu happea sisältävät funktionaaliset ryhmät. Lisäksi voimme muuntaa grafiittioksidin grafeenioksidiksi ja sitten pelkistetyksi grafeenioksidiksi.
