Kľúčový rozdiel medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu je v tom, že oxid grafénu obsahuje funkčné skupiny obsahujúce kyslík, zatiaľ čo redukovaný oxid grafénu nemá funkčné skupiny obsahujúce kyslík.
Oxid grafitu je materiál, ktorý pozostáva z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka. Túto zlúčeninu môžeme získať úpravou grafitu silnými oxidačnými činidlami. Môžeme tiež vyrábať monomolekulárne listy tohto materiálu, čo sú listy oxidu grafénu. Navyše môžeme tieto monomolekulové pláty spracovať, aby sme získali redukovaný oxid grafénu.
Čo je oxid grafénu?
Oxid grafénu je monomolekulový list z oxidu grafitu. Tento materiál je veľmi dôležitý, pretože ho môžeme použiť na výrobu grafénových dosiek efektívnym, no zároveň lacným spôsobom. V tomto prípade je oxid grafénu oxidovanou formou grafénu. Má jedinú atómovú vrstvu pretkanú funkčnými skupinami obsahujúcimi kyslík.
Obrázok 01: Chemická štruktúra oxidu grafénu
Tento materiál je dispergovateľný vo vode a iných rozpúšťadlách kvôli prítomnosti kyslíkových funkcií. Preto je ľahké spracovať tento materiál. Táto vlastnosť tiež umožňuje zlepšiť elektrické a mechanické vlastnosti keramiky, keď zmiešame keramický materiál s oxidom grafénu. Nie je to však dobré pre elektrickú vodivosť. Preto ho kategorizujeme ako elektrický izolant. Je to hlavne kvôli narušeniu sp2 spojovacích sietí, ktoré sú prítomné v grafite. Existuje však niekoľko procesov, ktoré môžeme použiť na rozšírenie jeho vlastností.
Existujú tiež štyri hlavné metódy, ktoré výrobcovia používajú na výrobu tejto zlúčeniny. Oni sú; Staudenmaierova, Hofmannova, Brodieho a Hummersova metóda. Tieto techniky majú medzi sebou rôzne rozdiely.
Použitie
- Pri výrobe priehľadných vodivých filmov vo flexibilnej elektronike, solárnych článkoch, chemických senzoroch atď. aplikáciou oxidu grafénu ako tenkého filmu naneseného na substrát.
- Na výmenu oxidu cínu v batériách a dotykových obrazovkách.
- Ako elektródový materiál pre batérie, kondenzátory a solárne články vďaka svojej veľkej ploche.
- Zlepšiť vlastnosti kompozitných materiálov (pevnosť v ťahu, elasticitu, vodivosť atď.) zmiešaním s týmito materiálmi.
- Rôzne medicínske aplikácie vďaka fluorescenčnej povahe materiálu.
Čo je redukovaný oxid grafénu?
Redukovaný oxid grafénu je redukovaná forma monomolekulárnych vrstiev oxidu grafénu. Neexistujú žiadne funkčné skupiny obsahujúce kyslík, pretože tieto skupiny sa redukujú rôznymi spôsobmi spracovania. Tento proces redukcie je tiež mimoriadne dôležitý proces, pretože má veľký vplyv na konečný produkt, ktorý dostaneme. Pretože proces určuje, ako blízko bude kvalita redukovanej formy kvalite dokonalého grafénu.
Pre aplikácie, ako je skladovanie energie vo veľkom/priemyselnom meradle, je redukovaný oxid grafénu dobrou voľbou. Je to hlavne preto, že je veľmi ľahké vyrábať túto zlúčeninu vo veľkom meradle ako vyrábať grafén.
Obrázok 02: Absorbančná spektroskopia a Ramanova spektroskopia grafitu, oxidu grafénu a redukovaného oxidu grafénu
Existuje niekoľko spôsobov, ako môžeme znížiť oxid grafénu, aby sme získali redukovaný oxid grafénu. Medzi nimi sú dôležité techniky tepelné, chemické alebo elektrochemické metódy. Využitie chemických metód má veľkú výhodu, pretože potom môžeme výrobu zväčšovať, ako chceme. Vo väčšine prípadov má však výrobok z chemických metód svoje elektrické vlastnosti a povrch pod normami.
Použitie
- Vo výskumoch týkajúcich sa grafénu
- Výroba batérií
- Biomedicínske aplikácie
- Pri výrobe superkondenzátorov
- V tlačenej grafénovej elektronike
Aký je rozdiel medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu?
Oxid grafénu je monomolekulárna vrstva oxidu grafitu, zatiaľ čo redukovaný oxid grafénu je redukovaná forma vrstiev monomolekulárneho oxidu grafénu. Z toho teda môžeme pochopiť základ rozdielu medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu. Oxid grafénu môžeme použiť na výrobu grafénu v malom a lacným spôsobom, ale na výrobu grafénu vo veľkom priemyselnom meradle môžeme použiť redukovanú formu oxidu grafénu.
Ďalší rozdiel medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu je ten, že oxid grafénu je vysoko dispergovateľný vo vode a iných rozpúšťadlách, zatiaľ čo redukovaná forma je menej dispergovateľná; je dispergovateľný pri nízkych koncentráciách. Kľúčovým rozdielom medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu je predovšetkým to, že oxid grafénu obsahuje funkčné skupiny obsahujúce kyslík, zatiaľ čo redukovaný oxid grafénu nemá funkčné skupiny obsahujúce kyslík. Je to hlavne preto, že redukovanú formu vyrábame redukčnými reakciami oxidu grafénu.
Zhrnutie – Oxid grafénu verzus redukovaný oxid grafénu
Stručne povedané, kľúčový rozdiel medzi oxidom grafénu a redukovaným oxidom grafénu je v tom, že oxid grafénu obsahuje funkčné skupiny obsahujúce kyslík, zatiaľ čo redukovaný oxid grafénu nemá funkčné skupiny obsahujúce kyslík. Okrem toho môžeme premeniť oxid grafitu na oxid grafénu a potom na redukovaný oxid grafénu.
