عنوان

تاثیر نوع احیاکننده بر سنتز اکسید گرافن احیا شده به صورت تک مرحله ای,‮‭Effect of the type of Reducing agent on the one-pot Synthesis of Reduced Graphene Oxide‬

Number

‭۱۹۹۱۲پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تاثیر نوع احیاکننده بر سنتز اکسید گرافن احیا شده به صورت تک مرحله ای

Parallel Title Proper

‮‭Effect of the type of Reducing agent on the one-pot Synthesis of Reduced Graphene Oxide‬

First Statement of Responsibility

/ناهید عباس زاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، افشار

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۸۸‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

ارشد

Discipline of degree

مهندسی مواد- متالوژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۶/۰۶/۱۴‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در سال‌صهای اخیر گرافن به دلیل داشتن ویژگی‌صهای عالی مکانیکی، الکتریکی، دمایی، اپتیکی، مساحت سطحی بسیار بالا، غیرمتراکم بودن و ... و نیز کاربردهای وسیع در صنایع مختلف از جمله استفاده به جای الیاف‌صصهای کربن در کامپوزیت‌صصها و سیلیکون در نیمه‌رساناها، جاسازی در پلاستیک‌ها، ساخت ابرخازن‌ها، باتری‌ها و سلول‌های خورشیدی مورد توجه محققین قرار گرفته است و از میان روش‌های مختلف شیمیایی ارائه شده برای سنتز گرافن، روش شیمیایی هامرز به دلیل سازگاری برای تولید انبوه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، اما با توجه به این که محصول نهایی این روش اکسید گرافیت است، لذا نیاز به اصلاحاتی برای دستیابی به گرافن می‌باشد .در روش هامرز اصلاح شده از امواج فراصوت برای اکسیداسیون بهتر گرافیت و تورق اکسید گرافیت استفاده می‌شود و سپس اکسید گرافن حاصله به روش‌های شیمیایی و حرارتی احیا می‌شود، اما با توجه به ماهیت آبدوست اکسید گرافن، شست و شوی آن با روش‌های مرسوم مانند فیلتراسیون و سانتریفیوژ سخت و زمان‌بر می‌باشد .همچنین به دلیل چند مرحله‌ای بودن فرآیند، تولید گرافن بسیار طولانی مدت و هزینه‌بر است .برای غلبه بر این مشکل در این پژوهش، ابتدا گرافیت در حضور مواد اکسیدکننده) اسید سولفوریک و پرمنگنات پتاسیم (اکسید شده و سپس توسط امواج فراصوت متورق شد که این عملیات به طور متوالی ‮‭۱۲‬ بار صورت گرفت .همچنین قبل از اقدام به شست و شو و در حضور مواد اکسید کننده، عملیات احیا به صورت شیمیایی با افزودن مواد احیا کننده برای حذف گروه های عاملی از صفحات گرافن، انجام شد و برای بررسی اثر احیاکننده از احیا کننده های اسید آسکوربیک، هیدرازین، سدیم بوروهیدرید، دی پتاسیم هیدروژن فسفات و اسید هیدرویدیک استفاده شد .پس از احیا، اکسید گرافن احیا شده‌صی حاصله آبگریز بوده و به راحتی قابلیت شستشو و جداسازی را دارد .پس از انجام گرفتن عملیات احیا در دمای ‮‭۹۵‬ درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت، رسوبات حاصله با کاغذ صافی سلولزی فیلتر شده و پس از شستشو با آب مقطر و اسید کلریدریک، برای ایجاد فرم خشک سوسپانسیون به دست آمده فریزدرای گردید .با استفاده از مشاهده‌صی بصری مرحله‌صی احیای اکسید گرافن، زمان شستشوی اکسید گرافن احیا شده و بازده کلی فرایند سنتز با استفاده از احیا کننده های مذکور، احیا کننده‌صی مناسب و مقرون به صرفه انتخاب شد .برای بررسی میزان اکسید شدن و احیا شدن توسط احیاصکننده‌صها از طریق میزان قرار گیری گروه های عاملی بین صفحات گرافیت و در نتیجه افزایش فاصله بین صفحات از تفرق اشعه ایکس استفاده شد .و برای بررسی میزان جذب تابش توسط پیوند مربوط به گروه‌صهای عاملی در اکسید گرافن احیا شده با احیا کننده، از آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز استفاده شد که با توجه به پایین بودن میزان درصد جذب در احیا کننده‌صی اسید آسکوربیک، این احیا کننده در حذف گروه های عاملی نسبت به سایر احیا کننده ها قوی‌صتر عمل کرده است .و همچنین برای بررسی میزان عیوب در ساختار و حذف گروه های عاملی از آنالیز طیف سنجی رامان استفاده شد که با توجه به بالا بودن نسبت شدت باند ‮‭G‬ و ‮‭D‬ در اکسید گرافن احیا شده با احیا کننده‌صی اسید آسکوربیک، این احیا کننده نسبت به سایر احیا کننده‌صها عیوب کمتری دارد .و همچنین برای بررسی هدایت الکتریکی اکسید گرافن احیا شده از دستگاه چهار نقطه ای استفاده شد که هدایت الکتریکی اکسید گرافن احیا شده با اسید آسکوربیک بالاتر از نمونه های سنتز شده با سایر احیا کننده‌صها گزارش شد

Text of Note

In recent years graphene has been considered by researchers because of having excellent characteristics of mechanical, electrical, thermal, optical, high surface area, non condensing and as well the wide range of applications in various industries including the use of carbon fibers in composite materials to replacing silicon in semiconductors, embedding in plastics, creating super capitors, batteries and solar cells. And among the different methods for synthesis of graphene oxide, a Hummers chemical method has been considered because of its compatibility for mass production. The graphite oxide is the final product of this method, therefore, it needs a modification to achieve the graphene. In the modified Hummers method, ultrasounds are used for better oxidation of graphite, and then resulting graphene oxide is reduced using chemical and thermal methods. But according to the hydrophilic nature of graphene oxide, washing it with conventional methods such as filtration and centrifugation, is difficult and time consuming. Also, because of multistage graphene production takes a long time and is very costly. To solve this problem in this study, at fist graphite was oxidized in presence of oxidizing agents (Sulfuric acid and Potassium permanganate) and then was laminated by ultrasounds with this operation was done in 12 continuous. Also before starting to wash and in the presence of oxidizing agents, chemical reduction operation was done by adding reducing substances to remove the functional groups of graphene sheets, and Ascorbic acid reducers, Hydrazine, Sodium borohydride, Di potassium hydrogen phosphate and Hydro iodic acid were used to investigate the effect of reducer. After reduction, resulting reduced graphene oxide was hydrophobic and easy to wash and split. After doing reduction operation in 95c for an hour, resulting sediments were filtered using the cellulose filter paper, and after washing with distilled water and hydrochloric acid, obtained suspension was freeze draying to create a dry form. After visual observation of reduction step of graphene oxide, washing time of reduced graphene oxide, and the overall efficiency of the process, synthesis using above- mentioned reducer was selected as convenient and affordable reducer. X-ray diffraction was used to investigate the oxidation and reduction by reducer through the amount of placed functional groups between graphite plates and as result increasing the distance between plates. And to investigate the radiation absorption rate by a link to functional groups in reduced graphene oxide using reducer, Fourier transform infrared analysis was used that due to the low rate of absorption in ascorbic acid reducer, in comparison with other reducer, this reducer has been stronger at removing the functional groups. And also to investigate the defects in the structure and remove functional groups, Raman spectroscopy analysis was used in which, regarding the high intensity ratio of D and G in reduced graphene oxide using ascorbic acid reducer, this reducer has fewer defects the others. And the Four- prob system was used to study the electrical conductivity of reduced graphene oxide in which reduced electrical conductivity by ascorbic acid was reported higher than other synthesized samples using other reducers

Parallel Title

‮‭Effect of the type of Reducing agent on the one-pot Synthesis of Reduced Graphene Oxide‬

عباس زاده، ناهید

Abbaszadeh, Nahid

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی