グラフェンの機能修飾-疎水性および疎水性

グラフェンは、六角形のベンゼン環グラフェン表面で化学的安定性が高く、他の媒体との相互作用力が非常に弱く、シート間のファンデルワールス力が強すぎるため、親水性も親水性もありません。他の媒体やポリマーと互換性を持つことはほとんど不可能です。集まるのは簡単。ただし、グラフェンは自然界に単独で存在することはできず、最新のプロセスで調製する必要があります。グラフェンを酸化インクに還元するのがより一般的です。

酸化グラフェンは、水への分散性に優れているため、長い間親水性物質と見なされてきました。ただし、関連する実験結果は、酸化グラフェンが実際には両親媒性であり、グラフェンシートの端から中央にかけて親水性から疎水性の特性を示すことを示しています。分布。したがって、酸化グラフェンは界面活性剤として存在し、界面間のエネルギーを低下させる可能性があります。その親水性は広く認識されています。

層間隔の増加により酸化物インク層と層の間の力が減少し、親水性官能基と酸化グラフェン表面によって生成される水分子の水素結合力は、の脱プロトン化によって形成された電荷の反発です。カルボニル基。酸化グラファイトは水に均一に分散させることができます。酸化グラフェン懸濁液の単層を形成します。グラフェンを得るためには、水溶液中に均一に分散している酸化グラフェンをイトリウム還元グラフェンrGOに還元する必要があり、SP 3結合はSP2結合に脱酸素化され、酸化グラファイトの還元のほとんどは強力な方法で行われます。ヒドラジン（N2H4）などの還元剤。還元、しかし、還元後、蓄積と沈殿が通常形成され、安定した懸濁液に存在することはできません。この理由は主に、表面エネルギーを低減するために親水性の高いグラフェンが疎水性の高いグラフェンに変換されるためです。疎水性グラフェンは凝集体を形成する傾向があります。ただし、界面活性剤を適切に使用して還元グラフェン表面を修飾し、親水性を高めると、還元グラフェン懸濁液の安定性を向上させることができます。

このようにして、次の最初の結論を大まかに思いつくことができます。

油にやさしい終わりと水にやさしい終わりとは何ですか？より一般的に使用される例は石鹸です。石鹸分子は、一端に多くの炭素と水素の長い鎖があり、これは油性末端と呼ばれます。もう一方の端は、親水性端と呼ばれる親水性原子基です。石鹸を使用する場合、油はプロオイルの端に吸着され、次に親水性の端によって水中に引き込まれ、洗浄効果を実現します。

ポリマーで一般的に使用される界面活性剤は、分子が非極性疎水性（油性）原子基と極性親水性基で構成されており、2つの部分を比較的濃縮して親水性の一部とプロオイル。 2つの親分子。

その親水性は、極性基と水分子との間の電気的相互作用または水素結合の形成に由来し、これにより、界面活性剤分子は溶解特性を有するようになる。非極性基は、水とそのような親和性を持つだけでなく、周囲の水分子に氷のような構造を形成させ、動きの自由を失う可能性があります。非極性グループが水環境を離れると、水のこの部分の氷のような構造が崩壊し、システムのエントロピーが増加し、プロセスを容易にするギブス関数が減少します。これが疎水性効果です。

それは界面活性剤分子に水相から逃げる傾向を与えます。構造的親和性により、界面活性剤は、溶液の表面の吸着と溶液内のコロイド基の形成という2つの重要な基本機能を持ちます。

近年、超疎水性および疎水性材料は、その特殊な濡れ性のために、油と水の分離に好まれています。油の表面張力は水よりもはるかに小さいため、超疎水性表面の調製が困難であり、超疎水性表面はほとんど超疎水性であり、油と水の分離への適用が制限されます。それでは、上記の第4象限のギャップを埋めてみましょう。つまり、親水性のグラフェンファミリーのメンバーを見つけ、酸化グラフェンを使用してこれを実行しようとします。

特許取得済みのCN103623709B酸化物超親水性超親水性超疎水性油水分離膜とその調製および適用によれば、親水性ポリマー感水増感剤は、架橋膜形成剤に比例し、品質比に従ってナノシリケートゾルとともに水に溶解します。マグネチックスターラーは1〜99％の濃度の溶液に均一に調製され、0.5〜1％の酸化グラフェンが無機架橋剤として添加され、超音波分散は均一です。 100〜300メッシュのファブリックメッシュ超音波洗浄、室温乾燥、スプレー、浸漬またはシルクネットワークフィルムへの回転コーティング、乾燥架橋、超親水性および水中の超油分離オメンタムを取得します。重要なのは、油と水の分離オメンタムが、特別なナノメートルとミクロンの複合構造、ミクロンスケールのメッシュ穴、ミクロンの厚さの有機-無機ドーピングクラッド層、およびクラッド層上のナノメートルサイズの突出構造を持っていることです。油と水の分離大網は、空気と水と油の接触角が0°ですが、水中では超疎水性です。それでは、さらに進んで2番目の結論を考えましょう。

プラズマ表面改質は、プラズマ活性化後に表面に形成されるフリーラジカルまたは特殊な官能基の原理に基づいており、表面特性の選択的な強化があります。プラズマ処理はまた、材料の単純な表面改質を提供し、異なる原子および基を分子材料の表面に導入することができます。グラフェンを照射するための酸素プラズマ処理の使用は、グラフェンを酸化グラフェンに完全に変換することができます。第二に、プラズマ修飾を使用して、グラフェンの疎水性を高めることもできます。例：酸素プラズマ処理は材料の表面親水性を高めることができますが、HMD、CF4プラズマ処理エネルギーは疎水性を高めます。

薄い界面活性剤として、GOの両性物質は、その親水性のエッジと表面の疎水性基に由来します。イオン性界面活性剤分子のように、その二重性はエッジに起因する可能性がありますか？ COOH基のイオン化の程度、または分散液のpHは変化します（図a）。 pHが高くなると、エッジの電荷が増加し、シートの親水性が増加する可能性があります。同様に、GOのエッジ？正しい？中央の親水性基と疎水性基の配置は、サイズがその親の特性に影響を与えるパラメーターでもあることを示唆しています。

小さいシートの方がエッジが高いですか？正しい？面積の割合、したがってより親水性があります（図B）。最後に、GOシートのベース表面の疎水性ナノメートルグラフェン領域のサイズは、還元の程度を変えるか、グラフェンシートからその酸素官能基を除去することによっても調整できます（図C）。図Dに示すように、pH値、サイズ、および還元の程度は、GOの電荷密度と親水性に影響します。GOシートの電荷密度は、pH値、グラフェンシートのサイズ、および程度とともに減少します。削減の。増減。 GOの親水性はサイズに関係しているため、GOサイズ分離の新しい概念に着想を得ています。大型のGOシートは水面に対してより安定しており、乳化活性剤として優れているため、水面ろ過や乳化抽出によりGOシートのサイズを分離することができます。

フッ素化グラフェンについて話しましょう。グラフェンの新しい誘導体として、フッ化グラフェンはグラフェンの高強度特性を維持するだけでなく、フッ素原子の導入による表面エネルギーの減少、疎水性の強化、バンドギャップの拡大などの新しい界面と物理的および化学的特性をもたらします。同時に、フッ化グラフェンは高温に耐性があり、化学的に安定しており、「ダイビティフロン」と呼ばれるポリテトラフルオロエチレンと同様の特性を示します。フッ化グラフェンの独自の特性により、界面、新しいナノ電子デバイス、潤滑材料、その他の分野で幅広い用途が可能になります。フッ化グラフェンは、通常、酸化グラフェンとフッ化水素を原料として使用しますが、水熱反応により、高品質でフッ素化が調整可能なフッ化グラフェンの製造も可能です。したがって、最終的な結論を整理することができます。

楽しいので、グラフェンは材料ではないと言われています。王の使用を調整する必要性に応じて、新しい材料のさまざまなプロセスとさまざまな機能の下でのグラフェンは、グラフェン産業の成長のための最も基本的なツールです。疎水性の疎水性ペイントを行うように見えますが、スペクトルが必要です。

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