Papier z tlenku grafenu

Papier z tlenku grafenu lub papier z tlenku grafitu to materiał wykonany z tlenku grafitu . Grube mikrometrowe warstwy papieru z tlenku grafenu są również nazywane membranami z tlenku grafitu (w latach 60. XX wieku) lub (ostatnio) membranami z tlenku grafenu. Membrany są zwykle otrzymywane przez powolne odparowywanie roztworu tlenku grafenu lub metodą filtracji.

Materiał ma wyjątkową sztywność i wytrzymałość , dzięki wewnętrznej wytrzymałości dwuwymiarowego rdzenia grafenowego i jego przeplatanej warstwowej strukturze, która rozkłada obciążenia.

Przygotowanie

Materiałem wyjściowym są zdyspergowane w wodzie płatki tlenku grafenu. Wodna dyspersja jest filtrowana pod próżnią w celu wytworzenia wolno stojących folii. Grubość tych folii zwykle mieści się w zakresie 0,1-50 mikrometrów. W zależności od zastosowania laminaty z tlenku grafenu nazywane są papierami lub membranami. Alternatywnymi metodami przygotowania wolnostojących wielowarstw/laminatów z tlenku grafenu jest stosowanie wielokrotnego odlewania kroplowego lub powlekania wirowego. Te płatki mogą być wiązane chemicznie , [ potrzebne źródło ] , co prowadzi do opracowania dodatkowych nowych materiałów. Podobnie jak materiał wyjściowy, papier z tlenku grafenu jest izolator elektryczny ; jednak może być możliwe dostrojenie tej właściwości, czyniąc papier przewodnikiem lub półprzewodnikiem , bez utraty jego właściwości mechanicznych.

Nieruchomości

Szczegółowe badania papieru grafitowo-tlenkowego przeprowadzone przez V. Kohlschüttera i P. Haenniego datowane są na rok 1918. Badania membran tlenkowo-grafitowych wykonał Hanns-Peter Boehm , niemiecki naukowiec, który wynalazł termin „grafen”, w roku 1960. Artykuł zatytułowany „ Tlenek grafitu i jego właściwości membranowe” donosi o syntezie „papieropodobnych folii” o grubości 0,05 mm. Doniesiono, że membrany nie przepuszczają gazów (azotu i tlenu), ale łatwo przepuszczają parę wodną i, co sugeruje, wszelkie inne rozpuszczalniki zdolne do interkalacji tlenku grafitu. Doniesiono również, że membrany nie są przepuszczalne dla „substancji o niższej masie cząsteczkowej”.

Przenikanie wody przez membranę było spowodowane pęcznieniem struktury tlenku grafitu, która umożliwia penetrację wody pomiędzy poszczególnymi warstwami tlenku grafenu. Odległość między warstwami wysuszonego tlenku grafitu wynosiła 6,35 Å, ale w wodzie w stanie ciekłym wzrosła do 11,6 Å. Co ciekawe, w artykule podano również odległość między warstwami w rozcieńczonym NaOH jako nieskończoność, podając w ten sposób dyspersję tlenku grafitu na jednowarstwowych arkuszach tlenku grafenu w roztworze. W badaniu podano również szybkość przenikania membran dla wody 0,1 mg na minutę na cm kwadratowy. Szybkość dyfuzji wody oszacowano na 1 cm/godzinę. Artykuł Boehma wykazał również, że tlenek grafitu może być użyty jako membrana kationowymienna i podaje pomiary ciśnienia osmotyczne , potencjały błonowe w roztworach KCl, HCl, CaCl 2 , MgCl 2 , BaCl 2 . Zgłoszono również, że membrany są przepuszczalne dla dużych jonów alkaloidów, ponieważ są one w stanie przenikać między warstwami tlenku grafenu.

W 2012 roku ponownie odkryto niektóre właściwości membran z tlenku grafitu odkrytych przez Boehma: stwierdzono, że membrany nie przepuszczają helu, ale przepuszczają parę wodną. Badanie to zostało później rozszerzone, aby wykazać, że kilka soli (na przykład KCl, MgCl2 ) dyfunduje przez membranę z tlenku grafenu, jeśli jest ona zanurzona w roztworze wodnym.

Membrany z tlenku grafenu są aktywnie badane pod kątem ich zastosowań w odsalaniu wody . Wskaźniki retencji powyżej 90% odnotowano w badaniu z 1960 r. Dotyczącym roztworów NaCl przy użyciu membran ze stabilizowanego tlenku grafenu w konfiguracji odwróconej osmozy .

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Graphene_oxide_paper&oldid=1014905927 ”