Nøgleforskellen mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid er, at grafenoxidet indeholder oxygenholdige funktionelle grupper, hvorimod det reducerede grafenoxid mangler de oxygenholdige funktionelle grupper.
Grafitoxid er et materiale, der består af kulstof-, brint- og oxygenatomer. Vi kan opnå denne forbindelse ved at behandle grafit med stærke oxidationsmidler. Vi kan også producere de monomolekylære ark af dette materiale, som er grafenoxidpladerne. Desuden kan vi behandle disse monomolekylære ark for at opnå reduceret grafenoxid.
Hvad er grafenoxid?
Grapheneoxid er et monomolekylært ark fra grafitoxid. Dette materiale er meget vigtigt, fordi vi kan bruge det til at producere grafenark på en effektiv, men alligevel billig måde. I dette tilfælde er grafenoxid en oxideret form for grafen. Den har et enkelt atomlag, beklædt med oxygenholdige funktionelle grupper.
Figur 01: Grafenoxid-kemisk struktur
Dette materiale er dispergerbart i vand og andre opløsningsmidler på grund af tilstedeværelsen af oxygen-funktionaliteter. Derfor er det let at behandle dette materiale. Denne egenskab gør det også muligt at forbedre keramikkens elektriske og mekaniske egenskaber, når vi blander det keramiske materiale med grafenoxid. Det er dog ikke godt for den elektriske ledningsevne. Derfor kategoriserer vi det som en elektrisk isolator. Dette skyldes hovedsageligt forstyrrelsen af sp2 bindingsnetværk, der er til stede i grafit. Men der er nogle processer, som vi kan bruge til at øge dens egenskaber.
Der er også fire hovedmetoder, som producenter bruger til at fremstille denne forbindelse. De er; Staudenmaier, Hofmann, Brodie og Hummers metode. Disse teknikker har forskellige forskelle mellem dem.
Uses
- Ved fremstilling af transparente ledende film i fleksibel elektronik, solceller, kemiske sensorer osv. ved at påføre grafenoxid som en tynd film aflejret i underlaget.
- Til udskiftning af tinoxid i batterier og berøringsskærme.
- Som et elektrodemateriale til batterier, kondensatorer og solceller på grund af dets store overfladeareal.
- For at forbedre egenskaberne af kompositmaterialer (trækstyrke, elasticitet, ledningsevne osv.) ved at blande med disse materialer.
- Forskellige medicinske anvendelser på grund af materialets fluorescerende natur.
Hvad er reduceret grafenoxid?
Reduceret grafenoxid er den reducerede form af monomolekylære grafenoxidplader. Der er ingen iltholdige funktionelle grupper, da disse grupper reduceres via forskellige behandlingsteknikker. Denne reduktionsproces er også en yderst vital proces, fordi den har stor indflydelse på det endelige produkt, som vi får. Fordi processen bestemmer, hvor tæt kvaliteten af reduceret form vil være kvaliteten af perfekt grafen.
For applikationer såsom energilagring i stor/industriel skala er reduceret grafenoxid et godt valg. Det er primært fordi, det er meget nemt at fremstille denne forbindelse i stor skala end at producere grafen.
Figur 02: Absorbansspektroskopi og Raman-spektroskopi af grafit, grafenoxid og reduceret grafenoxid
Der er flere måder, hvorpå vi kan reducere grafenoxidet for at opnå reduceret grafenoxid. Blandt dem er de vigtige teknikker termiske, kemiske eller elektrokemiske metoder. At bruge de kemiske metoder har en stor fordel, for så kan vi opskalere produktionen, som vi ønsker det. Men de fleste gange har produktet fra kemiske metoder sine elektriske egenskaber og overfladeareal, der ligger under standarderne.
Uses
- I undersøgelser vedrørende grafen
- Produktion af batterier
- Biomedicinske applikationer
- I produktionen af superkondensatorer
- I printbar grafenelektronik
Hvad er forskellen mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid?
Graphenoxid er et monomolekylært ark af grafitoxid, mens reduceret grafenoxid er den reducerede form af monomolekylære grafenoxidark. Derfor kan vi ud fra dette forstå grundlaget for forskellen mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid. Vi kan bruge grafenoxid til at fremstille grafen i lille skala og på en billig måde, men vi kan bruge en reduceret form for grafenoxid til at producere grafen i stor industriel skala.
En anden forskel mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid er, at grafenoxidet er meget dispergerbart i vand og andre opløsningsmidler, mens reduceret form er mindre dispergerbart; det er dispergerbart i lave koncentrationer. Frem for alt er den vigtigste forskel mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid, at grafenoxidet indeholder oxygenholdige funktionelle grupper, mens det reducerede grafenoxid mangler de oxygenholdige funktionelle grupper. Det er hovedsageligt, fordi vi producerer den reducerede form via reduktionsreaktioner af grafenoxid.
Opsummering – Graphene Oxide vs Reduced Graphene Oxide
Sammenfattende er den vigtigste forskel mellem grafenoxid og reduceret grafenoxid, at grafenoxidet indeholder oxygenholdige funktionelle grupper, mens det reducerede grafenoxid mangler de oxygenholdige funktionelle grupper. Desuden kan vi omdanne grafitoxid til grafenoxid og derefter til reduceret grafenoxid.
