Kluczowa różnica między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu polega na tym, że tlenek grafenu zawiera grupy funkcyjne zawierające tlen, podczas gdy zredukowany tlenek grafenu nie zawiera grup funkcyjnych zawierających tlen.
Tlenek grafitu to materiał składający się z atomów węgla, wodoru i tlenu. Możemy otrzymać ten związek traktując grafit silnymi utleniaczami. Możemy również wyprodukować arkusze monomolekularne tego materiału, czyli arkusze tlenku grafenu. Co więcej, możemy obrabiać te monomolekularne arkusze w celu uzyskania zredukowanego tlenku grafenu.
Co to jest tlenek grafenu?
Tlenek grafenu to monomolekularny arkusz z tlenku grafitu. Ten materiał jest bardzo ważny, ponieważ możemy z niego wyprodukować arkusze grafenowe w efektywny, a zarazem niedrogi sposób. W tym przypadku tlenek grafenu jest utlenioną formą grafenu. Posiada pojedynczą warstwę atomową, splecioną z grupami funkcyjnymi zawierającymi tlen.
Rysunek 01: Struktura chemiczna tlenku grafenu
Ten materiał jest dyspergowalny w wodzie i innych rozpuszczalnikach ze względu na obecność funkcji tlenowych. Dlatego łatwo jest przetwarzać ten materiał. Ta właściwość umożliwia również poprawę właściwości elektrycznych i mechanicznych ceramiki, gdy mieszamy materiał ceramiczny z tlenkiem grafenu. Nie jest to jednak dobre dla przewodności elektrycznej. Dlatego klasyfikujemy go jako izolator elektryczny. Głównie jest to spowodowane przerwaniem sieci wiązań sp2 obecnych w graficie. Istnieje jednak kilka procesów, których możemy użyć do rozszerzenia jego właściwości.
Ponadto istnieją cztery główne metody stosowane przez producentów do wytwarzania tego związku. Oni są; Metoda Staudenmaiera, Hofmanna, Brodiego i Hummersa. Te techniki mają różne różnice między nimi.
Zastosowania
- W produkcji przezroczystych folii przewodzących w elastycznej elektronice, ogniwach słonecznych, czujnikach chemicznych itp. poprzez zastosowanie tlenku grafenu jako cienkiej warstwy osadzonej w podłożu.
- Do wymiany tlenku cyny w bateriach i ekranach dotykowych.
- Jako materiał elektrodowy do akumulatorów, kondensatorów i ogniw słonecznych ze względu na dużą powierzchnię.
- Polepszenie właściwości materiałów kompozytowych (wytrzymałość na rozciąganie, elastyczność, przewodność itp.) poprzez zmieszanie z tymi materiałami.
- Różne zastosowania medyczne ze względu na fluorescencyjny charakter materiału.
Co to jest zredukowany tlenek grafenu?
Zredukowany tlenek grafenu to zredukowana forma monomolekularnych arkuszy tlenku grafenu. Nie ma grup funkcyjnych zawierających tlen, ponieważ grupy te są redukowane różnymi technikami obróbki. Również ten proces redukcji jest niezwykle istotnym procesem, ponieważ ma duży wpływ na produkt końcowy, który dostaniemy. Ponieważ proces ten określa, jak zbliżona będzie jakość formy zredukowanej do jakości grafenu doskonałego.
Do zastosowań, takich jak magazynowanie energii na dużą/przemysłową skalę, dobrym wyborem jest zredukowany tlenek grafenu. Dzieje się tak głównie dlatego, że bardzo łatwo jest wyprodukować ten związek na dużą skalę niż produkcja grafenu.
Rysunek 02: Spektroskopia absorbancji i spektroskopia Ramana grafitu, tlenku grafenu i zredukowanego tlenku grafenu
Istnieje kilka sposobów redukcji tlenku grafenu w celu uzyskania zredukowanego tlenku grafenu. Wśród nich ważnymi technikami są metody termiczne, chemiczne lub elektrochemiczne. Stosowanie metod chemicznych ma ogromną zaletę, ponieważ wtedy możemy dowolnie zwiększać skalę produkcji. Jednak w większości przypadków produkt z metod chemicznych ma swoje właściwości elektryczne i powierzchnię poniżej norm.
Zastosowania
- W badaniach nad grafenem
- Produkcja baterii
- Zastosowania biomedyczne
- W produkcji superkondensatorów
- W elektronice grafenowej do druku
Jaka jest różnica między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu?
Tlenek grafenu jest monomolekularnym arkuszem tlenku grafitu, podczas gdy zredukowany tlenek grafenu jest zredukowaną formą monomolekularnych arkuszy tlenku grafenu. Stąd na tej podstawie możemy zrozumieć podstawę różnicy między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu. Możemy użyć tlenku grafenu do produkcji grafenu na małą skalę i w niedrogi sposób, ale możemy użyć zredukowanej formy tlenku grafenu do produkcji grafenu na dużą skalę przemysłową.
Kolejna różnica między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu polega na tym, że tlenek grafenu jest wysoce dyspergowalny w wodzie i innych rozpuszczalnikach, podczas gdy forma zredukowana jest mniej dyspergowalna; ulega dyspersji w niskich stężeniach. Przede wszystkim kluczowa różnica między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu polega na tym, że tlenek grafenu zawiera grupy funkcyjne zawierające tlen, podczas gdy zredukowany tlenek grafenu nie zawiera grup funkcyjnych zawierających tlen. Dzieje się tak głównie dlatego, że formę zredukowaną wytwarzamy poprzez reakcje redukcji tlenku grafenu.
Podsumowanie – tlenek grafenu a zredukowany tlenek grafenu
Podsumowując, kluczowa różnica między tlenkiem grafenu a zredukowanym tlenkiem grafenu polega na tym, że tlenek grafenu zawiera grupy funkcyjne zawierające tlen, podczas gdy zredukowany tlenek grafenu nie zawiera grup funkcyjnych zawierających tlen. Ponadto możemy przekształcić tlenek grafitu w tlenek grafenu, a następnie w zredukowany tlenek grafenu.
