酸化グラフェンについてどのくらい知っていますか？

誰もがグラフェン、ハニカム構造、優れた機械的特性、電気的特性、光学的特性などについて長い間知っていたに違いありません。ここではあまり紹介をしません。グラフェンでよく議論されるのは酸化グラフェンですが、なぜ酸化グラフェンが存在するのですか？著者は、最大の理由は分散であると信じています。

酸化グラフェンは、その名前が示すように、グラフェンに活性酸素含有基を導入し、処理して修飾グラフェンシートを得て、活性反応部位を増やし、酸化グラフェンをより多くするグラフェンの酸化物です。表面改質を行い、官能基化の手段を充実させます。これにより、改質グラフェン酸化物と溶媒およびポリマーとの適合性を効果的に向上させることができ、有機および無機複合材料の分野で幅広い用途があります。

粉末材料の用途では、使用するシステムに十分に分散できることが前提であり、粉末材料の特殊な特性を実際に発揮できるように、単分散を実現することが最善です。ただし、グラフェン材料は水中にある必要があります。グラフェン材料は表面に親水性基がほとんどないため、完全に分散させることは非常に困難ですが、酸化グラフェンの欠陥に付着したヒドロキシル基やカルボキシル基などの親水性基は、グラフェンよりも水中での分散性を高めることができます。

準備方法の紹介

現在、国内外で酸化グラフェンを調製する主流の方法はハマーズ法であり、調製プロセスは以下のように簡単に要約することができます。

1.強酸（濃硫酸）と強酸化剤（過マンガン酸カリウム）にグラファイトを加えて酸化グラフェンを得る。

2.得られた酸化グラフェンをマグネチックスターラーまたは超音波振動で除去します。

3.還元型酸化グラフェンを得るための化学的還元・熱還元等による酸化グラフェンの還元。

修正方法

1.酸化グラフェンの表面に酸素含有官能基固定化開始剤を使用したATRP（原子移動ラジカル重合）の機能修飾。

2. ATRP機能修飾のために、酸化グラフェン炭素骨格に開始剤を固定します。

3.ATRPポリマーと酸化グラフェンの非共有結合による機能修飾。

機能紹介

ポリマー複合材料の調製

酸化グラフェンは、機能化された後、溶液中で処理することができます。これは、高性能ポリマー適合材料の調製に非常に適しています。

もちろん、有機複合材料の調製に加えて、金属、金属酸化物、セラミックなどの無機酸化グラフェン複合材料を調製し、それらを酸化グラフェンにロードして多機能材料を作製することも可能である。

例えば、MBの接触酸化に対する銅/酸化グラフェンの効果は、複合材料が銅の酸化性能を改善していることが図からわかる。

生物医学の準備

より大きな表面積を薬物担体として使用することができ、薬物分子を酸化グラフェンの活性基にグラフトすることができ、良好な水溶性および生体適合性を有する官能化グラフェンを得ることができ、他の機能を有する分子も得ることができる。酸化グラフェンにグラフトして、環境の浄化や水中の有毒物質や有害物質の吸着など、さまざまな機能を備えたグラフェンを製造し、酸化グラフェンの用途を大幅に充実させます。

防腐剤

酸化グラフェンは、グラフェンと同様に、優れた耐食性を備えています。対照的に、酸化グラフェンには活性部位があるため、修飾が容易になり、コーティングに十分に分散させることができます。その防食メカニズムは次のとおりです。

1.グラフェンを介したシート酸化物の層状積層。グラフェンは二次元のシート構造ですが、層状に積み重ねて効果的に均一に分散させた後、製品の表面に三次元の三次元構造を形成することができ、製品の表面に投影すると充填面になります環境中の酸素を遮断します。そして、防食目的を達成するための水の役割。

2.酸化グラフェンは安定性に優れています。その化学的性質は安定しており、その性質は安定しており、高温、腐食、高酸素環境下でも影響を受けません。調製方法から、その化学的性質は自然界の腐食に耐えるのに十分安定していることがわかります。

3.良好な導電性。還元された酸化グラフェンは、優れたプロトン/電子伝導性と非常に低い伝導性を持っています。それは、防食コーティングの陰極防食経路を改善し、亜鉛粉末の利用率を改善し、したがって防食性能を改善します。

4.二次元酸化グラフェンシートはコーティング中に均一に分散されており、各シートは異なる配向を持っているため、水分子や他の媒体の腐食浸透を効果的にブロックする三次元構造を形成します。

導電性

第一に、グラフェン自体の導電率は非常に良好です。電子の移動速度は室温に達し、抵抗率はわずかであり、電子は2次元のハニカム構造で移動し、グラフェンのキャリアは特別な量子トンネルをたどります。その効果は、不純物に遭遇しても後方散乱がないため、超伝導の原因にもなります。結合ネットワークはグラフェンの官能化（酸化）後に破壊されますが、酸化グラフェンには一定の絶縁特性がありますが、還元処理後、元のグラフェンよりも導電性の低い還元型酸化グラフェンが得られます。導電性がありますが、処理された酸化グラフェン粉末は機能化が大幅に改善され、酸化グラフェンの適用しきい値が間違いなく低下します。さらに、酸化グラフェンの添加量は後で通過できます。分散の均一性とマトリックス材料との再結合の程度は、還元された酸化グラフェンの導電性を改善し、導電性に関する既存の防食コーティングの要件を満たし、それによって金属フィラーの使用を削減または置き換えるように制御されます！

中国科学院の材料工学研究所は、グラフェンで修飾された防食コーティングの開発と応用における技術的なボトルネックをうまく突破しました。これは国際的に高度なレベルであり、国内の電力網、石油化学、海洋工学、および機器の分野で成功裏に適用されています。

熱伝導

より高い熱伝導率とより大きな比表面積は、間違いなくその熱伝導性材料の基礎を築きます。同時に、還元された酸化グラフェンの活性部位は、その使いやすさと安定した共役構造を改善するため、高温で機能することができます。それは製品の耐用年数を改善します。

総括する

不完全に還元された酸化グラフェンは、分散性と機能構造においてグラフェンに比べて多くの利点がありますが、グラフェン自体の優れた導電性、耐食性、その他の特性、および機能とアプリケーションは、多くの研究者が直面しなければならないトピックです。研究を継続的に深めることで、これらの問題が解決されることを願っています！

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