پتلي پيپر آڪسائيڊ گريفائيٽ ۽ گرافين جي تياري ۽ خاصيت ڪيئن آهي؟

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

پتلي ڪاغذ جهڙي آڪسائيڊ ٿيل گريفائيٽ پرت کي تبديل ٿيل همرز طريقي سان ڪاميابي سان تيار ڪيو ويو، ۽ تيار ڪيل شيٽ جهڙي آڪسائيڊيشن گريفائيٽ پرت کي هائيڊرازين سان گرافين نانو مواد جي طور تي گھٽايو ويو. فوريئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽروسڪوپي (FT-IR)، رامن اسپيڪٽروسڪوپي (RS)، ايڪس ري ڊفرڪشن (XRD)، اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپي (SEM)، ٽرانسميٽنگ اليڪٽرو ريڪٽر (TEM)، ۽ ايجنسي (AFM)، وغيره پاران سنٿيسس پراڊڪٽس. ساخت ۽ ڪارڪردگي خاصيت رکي ٿي.

نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته گرافين جي ٿولهه 0.36 nm آهي، تہن جو تعداد 3 آهي. ان کان علاوه، تبديل ٿيل همرز طريقي جي رد عمل جو طريقو پتلي ڪاغذ جهڙي آڪسائيڊيشن گريفائٽ جي رد عمل جي طريقي سان تيار ڪيو ويو، ۽ گريفائٽ آڪسائيڊيشن جي آڪسائيڊيشن دوران ٿيندڙ ڪيميائي رد عمل جي عمل جو تجزيو ڪيو ويو.

2004 ۾، GEIM ۽ ٻين، ميڪيڪل اسٽرپنگ طريقو استعمال ڪندي SP2 هائبرڊائيزڊ ڪاربان ايٽمي پرتن تي مشتمل هڪ نئون ٻه-dimensional ايٽمي ڪرسٽل-گرافين تيار ڪيو. گرافين جي بنيادي ساخت جي يونٽ هڪ بينزين ڇهه يوآن رنگ آهي، جيڪو صرف 0.34 nm آهي.

تنهن ڪري، گرافين ۾ ڪيتريون ئي بهترين جسماني ڪيمسٽري خاصيتون آهن، جهڙوڪ اسٽيل جي طاقت کان 100 ڀيرا، 130gPa تائين، ڪيريئر موبليٽي 15000 cm2 / (v · s) تائين پهچي ٿي، حرارتي چالکائي 5000W / (m · K) آهي. ان کان علاوه، گرافين ۾ خاص خاصيتون پڻ آهن جهڙوڪ ڪمري جي گرمي پد ڪوانٽم هال اثر ۽ ڪمري جي گرمي پد فيرومگنيٽڪ خاصيتون. هن وقت، گرافين جي تياري جو طريقو بنيادي طور تي مائڪرو ميڪيڪل اسٽرپنگ طريقو، ڪيميائي بخارات جمع ڪرڻ، ڪيميائي ريڊوڪس گهٽائڻ جو طريقو، ڪرسٽل ايپيٽيڪسيل واڌ جو طريقو ۽ محلول گرمي جو طريقو آهي.

انهن مان، مائڪرو ميڪنيڪل اسٽرپنگ طريقو مائڪرون سائيز جو گرافين تيار ڪري سگهي ٿو، پر ڪنٽرول ڪرڻ جي صلاحيت گهٽ آهي، وڏي پيماني تي پيداوار حاصل ڪرڻ ڏکيو آهي. ڪرسٽل ايپيٽيڪسيل واڌ جو طريقو SiC ڪرسٽل جي مٿاڇري جي ڪري ٻيهر تعمير جو شڪار آهي، تنهن ڪري هڪ وڏو علائقو، هڪ ٿولهه هڪ گرافين جي برابر آهي. ڪيميائي بخار جمع ڪرڻ جو طريقو (CVD) هڪ ڌاتو سنگل ڪرسٽل يا ڌاتو فلم سان سبسٽريٽ آهي، جيڪو هڪ پتلي پرت گرافين شيٽ پرت کي وڌائي سگهي ٿو، پر گرافين جي پاڪائي وڌيڪ نه آهي، ۽ وڏي پيماني تي پيداوار حاصل نه ٿي سگهي.

محلول گرمي جو طريقو سخت حالتن جهڙوڪ تيز گرمي پد ۽ تيز دٻاءُ جي ڪري آهي، ۽ پيداوار جي چالکائي گهٽ آهي، ۽ وڏي پيماني تي پيداوار جو ڪو به امڪان ناهي. ڪيميائي ريڊوڪس گهٽائڻ جو طريقو الٽراسونڪ اسٽرپنگ ذريعي گرافين تيار ڪرڻ ۽ همرز طريقي سان گهٽائڻ جي عمل آهي. طريقي جي مختصر پيداوار چڪر جي ڪري، اعليٰ مصنوعي پيداوار جا فائدا وڏي پيماني تي متاثر ٿيا آهن ۽ مطالعي هيٺ آهن.

همرز جي طريقي دوران، گريفائٽ تيار ڪيو ويندو آهي، جنهن ۾ گهٽ درجه حرارت (0 ° C)، وچولي درجه حرارت (38 ° C) ۽ اعليٰ درجه حرارت (98 ° C) شامل آهن، ۽ آڪسائيڊنگ ايجنٽ مرڪوز H2SO4 ۽ KMNO4 آهي. گريفائٽ آڪسائيڊشن جي عمل جي مطالعي ذريعي، همرز جو طريقو تبديل ڪيو ويو آهي، يعني اهو وقت جنهن ۾ وچولي درجه حرارت جي رد عمل جو مرحلو وڌايو ويندو آهي، ۽ اعليٰ درجه حرارت جي رد عمل جو مرحلو منسوخ ڪيو ويندو آهي. اعليٰ درجه حرارت واري مرحلي جي رد عمل جي عمل کي منسوخ ڪرڻ، نه رڳو اعليٰ درجه حرارت جي رد عمل دوران سلفورڪ ايسڊ جي ڪري پيدا ٿيندڙ ڦاٽڻ جي خطرن کان بچڻ، پر اعليٰ درجه حرارت واري مرحلي ۾ حرارتي خراب ٿيڻ جي رد عمل کان به بچڻ، گريفائٽ جي آڪسائيڊيشن جي درجي کي گهٽائڻ.

نظريي ۽ تجربي ۾، پرت واري آڪسائيڊ پرت کي گهٽ درجه حرارت ۽ محفوظ ۽ مستحڪم حالتن ۾ تيار ڪري سگهجي ٿو. گرافين نانو مواد تيار ڪرڻ لاءِ تياري ڪندڙ گريفائٽ کي هائيڊريٽ هائيڊريٽ سان گهٽايو ويو، ۽ تياري ڪندڙ پتلي ڪاغذ جهڙو آڪسائيڊ گريفائٽ ۽ گرافين مواد تيار ڪيو ويو. 1، تجربو 1.

1، خام مال جي پيماني تي گريفائٽ (گرينولرٽي: 325 ميش، فرسٽ-ريچ نانو ٽيڪنالاجي ڪمپني، لميٽيڊ)؛ مرڪوز سلفورڪ ايسڊ (95٪ ~ 98٪)؛ پوٽاشيم پرمينگيٽ، سوڊيم نائٽريٽ، هائيڊروجنيٽيڊ (30٪)، هائيڊروڪلورڪ ايسڊ، ڪلورينيشن بيريم، هائيڊريٽ (80٪)، وغيره.

تجزيو ڪيو ويندو آهي. مٿي ڏنل دوائن جو خاص ذڪر نه ڪيو ويو آهي، ۽ اهي چائنا فارماسيوٽيڪل گروپ جي شنگھائي ڪيميڪل ريجنٽ ڪمپني کان خريد ڪيون ويون آهن. مٿي ڏنل سڀئي ري ايجنٽس سڌو سنئون هٿ نه ڪيا ويا آهن.

1.2، نموني جي تياري 1) ٿلهي ڪاغذ جهڙي آڪسائيڊ انڪ (GO) پرت جي تياري 230 mL (98%) مرڪوز سلفورڪ ايسڊ جي 1000 ml ٽن فلاسڪن ۾، مسلسل گرمي پد جي مقناطيسي قوت ۽ برف جي پاڻي جي غسل هيٺ، 5.0 gnano3 ۽ 10.

0 گرام گريفائٽ جا مرکب، وچولي رفتار سان 30 منٽن تائين هلايو، ته جيئن اهو ملايو وڃي. 30GKMNO4 بتدريج مرکب ۾ شامل ڪيو ويو، ۽ 0 ° C تي 2 ڪلاڪن لاءِ هلايو ويو. ٽنهي فلاسڪس کي هڪ مستقل گرمي پد واري پاڻي جي غسل ۾ منتقل ڪيو ويو جيڪو تقريباً 38 ° C جي گرمي پد تي ترتيب ڏنو ويو هو، 30 ڪلاڪن تائين جاري رهيو، ۽ وچولي درجه حرارت جو رد عمل ڪيو ويو.

وچولي درجه حرارت جي رد عمل جي درجه حرارت کان پوءِ، مرکب کي 2000 ملي ليٽر بيڪر ۾ منتقل ڪيو ويو، ڊيونائيزڊ پاڻي سان 1000 ملي ليٽر تائين ملائي، ۽ 200 ملي ليٽر (5٪) H2O2 شامل ڪيو ويو، ۽ رد عمل مائع سوني رنگ ۾ تبديل ٿي ويو. سينٽريفيوگيشن هڪ تيز رفتار سينٽريفيوج سان ڪئي وئي، ۽ گردش جي رفتار 4000 r/min هئي، پري پري پري فارم ٿيل 5٪ HCl ۽ ڊيونائيزڊ پاڻي سان ڌوئي وئي جيستائين فلٽريٽ ۾ سلفورڪ ايسڊ سلفورڪ ايسڊ معلوم نه ٿيو، ۽ معطلي کي بخارات واري ڊش ۾ منتقل ڪيو ويو، 60 ويڪيوم ۾ خشڪ ڪيو ويو، آڪسائيڊائزڊ گريفائٽ ٺاهيندي. 2) گرافين جي گھٽتائي کي 100 ملي ليٽر گريفائيٽ انڪ جي 100 ملي ليٽر آبي محلول ۾ ورهائي هڪ ناسي-پيلو معطلي حاصل ڪئي وئي، ۽ الٽراسائونڊ حالتن کي ٽن وات واري فلاسڪ هيٺ منتشر ڪيو ويو، 90 ° C تي گرم ڪيو ويو، 2 ملي ليٽر هائيڊريٽ ٽٽيو ويو، هتي رد عمل کي 24 ڪلاڪن کان پوءِ حالتن ۾ فلٽر ڪيو ويو، ۽ نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ پيداوار کي ميٿانول ۽ پاڻي سان ڪيترائي ڀيرا ڌويو ويو، ۽ گرافين کي 60 ° C تي خشڪ ڪيو ويو.

1.3، جاپاني ريگاڪو ڊي / MAX-RB ڊفريڪٽوميٽر (Cu ٽارگيٽ، Kα ريڊيئيشن، λ = 0.154056 nm) استعمال ڪندي ٽيسٽ ۽ ڪردار نگاري XRD ڊفرڪشن تجزيو، اسڪيننگ رينج 5 ° ~ 80 °؛ انفراريڊ اسپيڪٽروسڪوپي (FT-IR) تجزيو ٿرمونيڪوليٽ جو نيڪس فوريئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽرم، KBR ٽيبليٽ، طول موج جي حد 400 ~ 4000cm-1؛ رامن اسپيڪٽروسڪوپي (رامن) برطانوي رينشاو جي INVIA-قسم جي مائڪرو ڪلاس ليس ليزر رامن اسپيڪٽروميٽر جو تجزيو ڪري ٿو، رڪارڊ رينج 100 کان 3200 cm-1 تائين آهي، ليزر جي طول موج 785 nm آهي، اسپيشل ريزوليوشن 1 μm پس منظر جي هدايت آهي، طول موج 1 μm تائين؛ اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپ (SEM) هڪ S-4800 FESEM اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپ اختيار ڪري ٿو؛ ٽرانسميسيو اليڪٽران مائڪروسڪوپ (TEM) جاپان جي JEO ڪمپني JEM-2100F قسم جي فيلڊ ٽرانسمٽ هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسڪوپ کي اختيار ڪري ٿو؛ ايٽمي فورس اسڪيننگ پروب مائڪروسڪوپ (AFM) يو ايس ويڪو جي نانو اسڪوپ 4 قسم جي ايٽمي فورس مائڪروسڪوپ کي اختيار ڪري ٿو.

نتيجو الف. گرافائٽ آڪسائيڊشن جي عمل جي آڪسائيڊشن جي تجزيي ذريعي، تبديل ٿيل همر طريقو جنهن ۾ اعلي درجه حرارت جي رد عمل جي مرحلي کي منسوخ ڪيو ويو، ۽ گرافين الٽراسائونڊ پيلنگ ۽ هائيڊريٽ هائيڊريٽ گهٽائڻ جي علاج ذريعي حاصل ڪيو ويو. B.

TEM ۽ AFM ٽيسٽ جا نتيجا ڏيکارين ٿا ته گرافين جي ٿولهه 0.36 nm آهي، تہن جو تعداد 3 آهي. سي.

طريقو محفوظ ۽ سادو آهي، پيداوار وڏي آهي، ڪنٽرول ڪرڻ ۾ آسان آهي، پتلي ڪاغذ جي شڪل واري گرافين جي تيز ۽ سادي، وڏي پيماني تي تياري فراهم ڪري ٿي، گرافين جي تجارتي استعمال لاءِ بنياد فراهم ڪري ٿي. .