Põhiline erinevus grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi vahel on see, et grafeenoksiid sisaldab hapnikku sisaldavaid funktsionaalseid rühmi, samas kui redutseeritud grafeenoksiidil puuduvad hapnikku sisaldavad funktsionaalrühmad.
Grafiitoksiid on materjal, mis koosneb süsiniku, vesiniku ja hapniku aatomitest. Seda ühendit saame grafiidi töötlemisel tugevate oksüdeerijatega. Samuti saame toota selle materjali monomolekulaarseid lehti, mis on grafeenoksiidi lehed. Lisaks saame neid monomolekulaarseid lehti töödelda redutseeritud grafeenoksiidi saamiseks.
Mis on grafeenoksiid?
Grafeenoksiid on grafiitoksiidist valmistatud monomolekulaarne leht. See materjal on väga oluline, sest saame seda kasutada grafeenilehtede tootmiseks tõhusal, kuid samas odav alt. Sel juhul on grafeenoksiid grafeeni oksüdeeritud vorm. Sellel on üks aatomkiht, mis on kaetud hapnikku sisaldavate funktsionaalrühmadega.
Joonis 01: Grafeenoksiidi keemiline struktuur
See materjal dispergeerub vees ja muudes lahustites hapniku funktsionaalsuse tõttu. Seetõttu on seda materjali lihtne töödelda. Samuti võimaldab see omadus parandada keraamika elektrilisi ja mehaanilisi omadusi, kui segame keraamilist materjali grafeenoksiidiga. Elektrijuhtivusele see aga hea ei ole. Seetõttu liigitame selle elektriisolaatoriks. Peamiselt on see tingitud grafiidis esinevate sp2 sidevõrkude katkemisest. Kuid on mõningaid protsesse, mida saame selle omaduste parandamiseks kasutada.
Samuti on tootjad selle ühendi valmistamiseks neli peamist meetodit. Nemad on; Staudenmaieri, Hofmanni, Brodie ja Hummersi meetod. Nendel tehnikatel on mitmeid erinevusi.
Kasutab
- Läbipaistvate juhtivate kilede tootmisel painduvas elektroonikas, päikesepatareides, keemilistes andurites jne, kasutades grafeenoksiidi õhukese kilena, mis sadestatakse substraadile.
- Tinaoksiidi asendamiseks patareides ja puuteekraanides.
- Akude, kondensaatorite ja päikesepatareide elektroodimaterjalina oma suure pindala tõttu.
- Komposiitmaterjalide omaduste (tõmbetugevus, elastsus, juhtivus jne) parandamiseks nende materjalidega segades.
- Erinevad meditsiinilised rakendused materjali fluorestseeruva iseloomu tõttu.
Mis on redutseeritud grafeenoksiid?
Redukteeritud grafeenoksiid on monomolekulaarsete grafeenoksiidi lehtede redutseeritud vorm. Puuduvad hapnikku sisaldavad funktsionaalsed rühmad, kuna need rühmad redutseeritakse erinevate töötlemismeetodite abil. Samuti on see redutseerimisprotsess äärmiselt oluline protsess, kuna sellel on suur mõju lõpptootele, mille me saadame. Sest protsess määrab, kui lähedal on taandatud vormi kvaliteet täiusliku grafeeni kvaliteedile.
Rakenduste jaoks, nagu energia salvestamine suures/tööstuslikus mahus, on redutseeritud grafeenoksiid hea valik. Peamiselt seetõttu, et seda ühendit on väga lihtne toota suuremahuliselt kui grafeeni.
Joonis 02: Grafiidi, grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi neeldumisspektroskoopia ja Ramani spektroskoopia
Grafeenoksiidi saab redutseerida, et saada redutseeritud grafeenoksiidi. Nende hulgas on olulised meetodid termilised, keemilised või elektrokeemilised meetodid. Keemiliste meetodite kasutamisel on suur eelis, sest siis saame tootmist vastav alt soovile suurendada. Enamasti on keemiliste meetoditega toodetud toote elektrilised omadused ja pindala siiski standarditest madalamad.
Kasutab
- Grafeeni käsitlevates uuringutes
- Akude tootmine
- Biomeditsiinilised rakendused
- Superkondensaatorite tootmisel
- Prinditavas grafeenielektroonikas
Mis vahe on grafeenoksiidil ja redutseeritud grafeenoksiidil?
Grafeenoksiid on grafiitoksiidi monomolekulaarne leht, samas kui redutseeritud grafeenoksiid on monomolekulaarsete grafeenoksiidi lehtede redutseeritud vorm. Sellest tulenev alt saame aru grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi vahelise erinevuse alustest. Grafeenoksiidi saame kasutada grafeeni tootmiseks väikeses mahus ja odav alt, kuid suures tööstuslikus mastaabis grafeeni tootmiseks saame kasutada grafeenoksiidi redutseeritud vormi.
Teine erinevus grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi vahel on see, et grafeenoksiid dispergeerub hästi vees ja muudes lahustites, samas kui redutseeritud vorm on vähem dispergeeruv; see on madalatel kontsentratsioonidel dispergeeritav. Peamine erinevus grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi vahel on eelkõige see, et grafeenoksiid sisaldab hapnikku sisaldavaid funktsionaalseid rühmi, samas kui redutseeritud grafeenoksiidil puuduvad hapnikku sisaldavad funktsionaalrühmad. Peamiselt seetõttu, et me toodame redutseeritud vormi grafeenoksiidi redutseerimisreaktsioonide kaudu.
Kokkuvõte – grafeenoksiid vs redutseeritud grafeenoksiid
Kokkuvõttes on peamine erinevus grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi vahel see, et grafeenoksiid sisaldab hapnikku sisaldavaid funktsionaalseid rühmi, samas kui redutseeritud grafeenoksiidil puuduvad hapnikku sisaldavad funktsionaalrühmad. Lisaks saame muuta grafiitoksiidi grafeenoksiidiks ja seejärel redutseeritud grafeenoksiidiks.
