Что вы знаете об оксиде графена?

Все должны были знать о графене в течение длительного времени, его сотовой структуре, превосходных механических, электрических, оптических свойствах и т. Д. Что часто обсуждают с графеном, так это оксид графена. Так почему же оксид графена присутствует? Автор считает, что самая большая причина - разброс.

Оксид графена, как следует из названия, представляет собой оксид графена, который вводит активную кислородсодержащую группу в графен и обрабатывается для получения модифицированного листа графена, который увеличивает количество активных реакционных центров и делает оксид графена более легким в переноске. не модифицирует поверхность и обогащает средства функционализации, которые могут эффективно улучшать совместимость модифицированного оксида графена с растворителями и полимерами и находить более широкое применение в области органических и неорганических композиционных материалов.

При применении порошковых материалов предпосылка состоит в том, что они могут быть хорошо диспергированы в используемой системе, и лучше всего добиться монодисперсности, чтобы можно было действительно проявить особые свойства порошкового материала. Однако графеновый материал должен находиться в воде. Его очень трудно полностью диспергировать, потому что графеновый материал почти не имеет гидрофильных групп на поверхности, но гидрофильные группы, такие как гидроксильные группы и карбоксильные группы, прикрепленные к дефектам оксида графена, могут сделать его диспергируемость в воде лучше, чем графен.

Введение в методы приготовления

В настоящее время основным методом получения оксида графена в стране и за рубежом является метод Хаммерса, и процесс получения можно просто резюмировать следующим образом:

1. Добавление графита к сильной кислоте (концентрированная серная кислота) и сильному окислителю (перманганат калия) для получения оксида графена;

2. Полученный оксид графена удаляют магнитным перемешиванием или ультразвуковой вибрацией;

3. Восстановление оксида графена химическим восстановлением / термическим восстановлением или т.п. для получения восстановленного оксида графена.

Способ модификации

1. Функциональная модификация ATRP (радикальной полимеризации с переносом атома) с использованием инициатора иммобилизации кислородсодержащих функциональных групп на поверхности оксида графена.

2. Зафиксируйте инициатор на углеродном каркасе оксида графена для функциональной модификации ATRP.

3. Функциональная модификация путем нековалентного связывания полимера ATRP с оксидом графена.

Введение в функцию

Приготовление полимерных композитов

После функционализации оксид графена можно обрабатывать в растворе, что очень подходит для получения материалов, соответствующих полимеру с высокими эксплуатационными характеристиками.

Конечно, помимо получения органических композиционных материалов, также возможно приготовить неорганические композиционные материалы на основе оксида графена, такие как металлы, оксиды металлов, керамика и т.п., которые загружаются на оксид графена для получения многофункционального материала.

Например, влияние оксида меди / графена на каталитическое окисление МБ, как видно из рисунка, композитный материал имеет улучшенные характеристики окисления меди.

Приготовление биомедицины

Большую площадь поверхности можно использовать в качестве носителя лекарства, и молекулы лекарства могут быть привиты к активным группам оксида графена, и может быть получен функционализированный графен с хорошей растворимостью в воде и биосовместимостью, а также могут быть получены молекулы с другими функциями. Прививка на оксид графена для производства графена с различными функциями, такими как очистка окружающей среды и адсорбция токсичных и вредных веществ в воде, что значительно обогащает применение оксида графена.

Антисептик

Оксид графена, как и графен, также обладает хорошей коррозионной стойкостью. Напротив, оксид графена имеет активный центр, поэтому его легче модифицировать и он может хорошо диспергироваться в покрытиях. Его антикоррозийный механизм следующий:

1. Укладка слоев листового оксида через графен. Хотя графен представляет собой двумерную листовую структуру, после наложения слоев и эффективного равномерного диспергирования на поверхности продукта может быть сформирована трехмерная трехмерная структура, а проекция на поверхность продукта приведет к образованию плоскости заполнения. блокировать кислород в окружающей среде. И роль воды в достижении антикоррозионных целей.

2. Оксид графена обладает хорошей стабильностью. Его химические свойства стабильны, а его свойства стабильны и не подвержены влиянию высоких температур, коррозии и среды с высоким содержанием кислорода. Из метода приготовления мы видим, что его химические свойства достаточно стабильны, чтобы противостоять коррозии в природе.

3. Хорошая электропроводность. Восстановленный оксид графена имеет отличную протонную / электронную проводимость и чрезвычайно низкую проводимость. Он улучшает путь катодной защиты в антикоррозионных покрытиях, улучшает коэффициент использования цинкового порошка и, таким образом, улучшает антикоррозионные характеристики.

4. Двумерные листы оксида графена равномерно диспергированы в покрытии, и каждый лист имеет разную ориентацию, тем самым образуя трехмерную структуру, которая эффективно блокирует проникновение коррозии молекул воды и других сред.

Проводящий

Во-первых, проводимость самого графена очень хорошая. Скорость миграции электронов достигается при комнатной температуре, сопротивление составляет всего лишь, электроны движутся в двумерной сотовой структуре, а носители в графене следуют через специальный квантовый туннель. В результате отсутствует обратное рассеяние при контакте с примесями, поэтому оно также является причиной сверхпроводимости. Хотя сопряженная сетка разрушается после функционализации (окисления) графена, оксид графена имеет определенные изолирующие свойства, но после восстановительной обработки можно получить восстановленный оксид графена, который является менее проводящим, чем исходный графен, хотя потеря большей части электропроводность, но обработанный порошок оксида графена может быть значительно улучшен в функционализации, что, несомненно, снижает порог применения оксида графена, кроме того, количество добавляемого оксида графена может быть пропущено позже. Однородность дисперсии и степень рекомбинации с материалом матрицы контролируются для улучшения электропроводности восстановленного оксида графена, удовлетворения требований существующего антикоррозионного покрытия к проводимости, тем самым сокращая или заменяя использование металлического наполнителя!

Институт технологии материалов и инженерии Китайской академии наук успешно преодолел технические узкие места в разработке и применении антикоррозионных покрытий, модифицированных графеном. Он находится на передовом международном уровне и успешно применяется в области национальных электросетей, нефтехимии, морской техники и оборудования.

Теплопроводность

Более высокая теплопроводность и большая удельная поверхность, несомненно, закладывают основу для его теплопроводного материала. В то же время активный центр восстановленного оксида графена улучшает его удобство использования и стабильную структуру конъюгата, так что он может работать при высоких температурах. Это улучшит срок службы продукта.

Подводить итоги

Хотя неполностью восстановленный оксид графена имеет много преимуществ перед графеном в диспергируемости и функциональной конструкции, он также вносит некоторые дефекты и другие функциональные группы в большей или меньшей степени, снижая превосходную проводимость, коррозионную стойкость и другие свойства самого графена, а также способ выбора между функциями и приложения - это тема, с которой должны столкнуться многие исследователи. Мы надеемся, что благодаря постоянному углублению исследований эти проблемы могут быть решены!

Страница содержит содержимое машинного перевода.