Het belangrijkste verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide is dat het grafeenoxide zuurstofbevattende functionele groepen bevat, terwijl het gereduceerde grafeenoxide de zuurstofbevattende functionele groepen mist.
Grafietoxide is een materiaal dat bestaat uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen. We kunnen deze verbinding verkrijgen door grafiet te behandelen met sterke oxidatiemiddelen. We kunnen ook de monomoleculaire platen van dit materiaal produceren, namelijk de grafeenoxideplaten. Bovendien kunnen we deze monomoleculaire platen behandelen om gereduceerd grafeenoxide te verkrijgen.
Wat is grafeenoxide?
Grafeenoxide is een monomoleculaire plaat van grafietoxide. Dit materiaal is erg belangrijk omdat we er op een effectieve, maar goedkope manier grafeenplaten mee kunnen maken. In dit geval is grafeenoxide een geoxideerde vorm van grafeen. Het heeft een enkele atoomlaag, doorspekt met zuurstofbevattende functionele groepen.
Figuur 01: Chemische structuur grafeenoxide
Dit materiaal is dispergeerbaar in water en andere oplosmiddelen door de aanwezigheid van zuurstof-functionaliteiten. Daarom is het gemakkelijk om dit materiaal te verwerken. Deze eigenschap maakt het ook mogelijk om de elektrische en mechanische eigenschappen van keramiek te verbeteren wanneer we het keramische materiaal mengen met grafeenoxide. Het is echter niet goed voor de elektrische geleidbaarheid. Daarom categoriseren we het als een elektrische isolator. Dit komt voornamelijk door de verstoring van sp2 bonding-netwerken die aanwezig zijn in grafiet. Maar er zijn enkele processen die we kunnen gebruiken om de eigenschappen ervan te vergroten.
Er zijn ook vier belangrijke methoden die fabrikanten gebruiken om deze verbinding te maken. Zij zijn; Staudenmaier, Hofmann, Brodie en Hummers methode. Deze technieken hebben verschillende verschillen.
Gebruikt
- Bij de productie van transparante geleidende films in flexibele elektronica, zonnecellen, chemische sensoren, enz. door grafeenoxide toe te passen als een dunne film die in het substraat wordt afgezet.
- Voor de vervanging van tinoxide in batterijen en touchscreens.
- Als elektrodemateriaal voor batterijen, condensatoren en zonnecellen vanwege het grote oppervlak.
- Om de eigenschappen van composietmaterialen (treksterkte, elasticiteit, geleidbaarheid, enz.) te verbeteren door met die materialen te mengen.
- Diverse medische toepassingen door de fluorescerende aard van het materiaal.
Wat is gereduceerd grafeenoxide?
Gereduceerd grafeenoxide is de gereduceerde vorm van monomoleculaire grafeenoxidevellen. Er zijn geen zuurstofhoudende functionele groepen omdat die groepen via verschillende behandeltechnieken worden gereduceerd. Dit reductieproces is ook een uiterst belangrijk proces omdat het een grote impact heeft op het eindproduct dat we gaan krijgen. Omdat het proces bepa alt hoe dicht de kwaliteit van de gereduceerde vorm bij de kwaliteit van perfect grafeen komt.
Voor toepassingen zoals energieopslag op grote/industriële schaal is gereduceerd grafeenoxide een goede keuze. Het is vooral omdat het heel gemakkelijk is om deze verbinding op grote schaal te produceren dan grafeen te produceren.
Figuur 02: Absorptiespectroscopie en Raman-spectroscopie van grafiet, grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide
Er zijn verschillende manieren waarop we het grafeenoxide kunnen verminderen om gereduceerd grafeenoxide te verkrijgen. Onder hen zijn de belangrijke technieken thermische, chemische of elektrochemische methoden. Het gebruik van de chemische methoden heeft een groot voordeel, want dan kunnen we de productie opschalen zoals we willen. Meestal heeft het product van chemische methoden echter zijn elektrische eigenschappen en oppervlakte onder de normen.
Gebruikt
- In onderzoeken met betrekking tot grafeen
- Productie van batterijen
- Biomedische toepassingen
- Bij de productie van supercondensatoren
- In afdrukbare grafeenelektronica
Wat is het verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide?
Grafeenoxide is een monomoleculaire laag van grafietoxide, terwijl gereduceerd grafeenoxide de gereduceerde vorm is van monomoleculaire grafeenoxidevellen. Hieruit kunnen we dus de basis begrijpen van het verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide. We kunnen grafeenoxide gebruiken om op kleine schaal en op een goedkope manier grafeen te produceren, maar we kunnen een gereduceerde vorm van grafeenoxide gebruiken om grafeen op grote industriële schaal te produceren.
Een ander verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide is dat het grafeenoxide zeer dispergeerbaar is in water en andere oplosmiddelen, terwijl gereduceerde vorm minder dispergeerbaar is; het is dispergeerbaar bij lage concentraties. Bovenal is het belangrijkste verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide dat het grafeenoxide zuurstofbevattende functionele groepen bevat, terwijl het gereduceerde grafeenoxide de zuurstofbevattende functionele groepen mist. Dat komt vooral omdat we de gereduceerde vorm produceren via reductiereacties van grafeenoxide.
Samenvatting – Grafeenoxide versus gereduceerd grafeenoxide
Samenvattend, het belangrijkste verschil tussen grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide is dat het grafeenoxide zuurstofbevattende functionele groepen bevat, terwijl het gereduceerde grafeenoxide de zuurstofbevattende functionele groepen mist. Verder kunnen we grafietoxide omzetten in grafeenoxide en vervolgens in gereduceerd grafeenoxide.
