ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคือกราฟีนออกไซด์มีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนในขณะที่กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงจะขาดกลุ่มฟังก์ชันที่มีออกซิเจน
กราไฟท์ออกไซด์เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน เราสามารถหาสารประกอบนี้ได้โดยการบำบัดกราไฟท์ด้วยตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง นอกจากนี้เรายังสามารถผลิตแผ่นโมโนโมเลกุลของวัสดุนี้ ซึ่งเป็นแผ่นกราฟีนออกไซด์ ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถบำบัดแผ่นโมโนโมเลกุลเหล่านี้เพื่อให้ได้กราฟีนออกไซด์ที่ลดลง
กราฟีนออกไซด์คืออะไร
กราไฟท์ออกไซด์เป็นแผ่นโมเลกุลเดี่ยวจากกราไฟท์ออกไซด์ วัสดุนี้มีความสำคัญมากเพราะเราสามารถใช้มันเพื่อผลิตแผ่นกราฟีนได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่ราคาไม่แพง ในกรณีนี้ กราฟีนออกไซด์เป็นกราฟีนในรูปแบบออกซิไดซ์ มีชั้นอะตอมเดียวเจือด้วยหมู่ฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจน
รูปที่ 01: โครงสร้างทางเคมีของกราฟีนออกไซด์
วัสดุนี้สามารถกระจายตัวในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ เนื่องจากมีฟังก์ชันออกซิเจน ดังนั้นจึงง่ายต่อการประมวลผลวัสดุนี้ นอกจากนี้ คุณสมบัตินี้ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของเซรามิกเมื่อเราผสมวัสดุเซรามิกกับกราฟีนออกไซด์ อย่างไรก็ตาม มันไม่เป็นผลดีต่อการนำไฟฟ้าดังนั้นเราจึงจัดประเภทเป็นฉนวนไฟฟ้า สาเหตุหลักมาจากการหยุดชะงักของ sp2 เครือข่ายพันธะที่มีอยู่ในกราไฟท์ แต่มีกระบวนการบางอย่างที่เราสามารถใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของมันได้
นอกจากนี้ยังมีสี่วิธีหลักที่ผู้ผลิตใช้ในการผลิตสารประกอบนี้ พวกเขาคือ; วิธี Staudenmaier, Hofmann, Brodie และ Hummers เทคนิคเหล่านี้มีความแตกต่างกัน
ใช้
- ในการผลิตฟิล์มนำไฟฟ้าโปร่งใสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น เซลล์แสงอาทิตย์ เซ็นเซอร์เคมี ฯลฯ โดยการใช้กราฟีนออกไซด์เป็นฟิล์มบางที่สะสมอยู่ในซับสเตรต
- สำหรับทดแทนดีบุกออกไซด์ในแบตเตอรี่และหน้าจอสัมผัส
- เป็นวัสดุอิเล็กโทรดสำหรับแบตเตอรี่ ตัวเก็บประจุ และเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวสูง
- เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุคอมโพสิต (ความต้านทานแรงดึง ความยืดหยุ่น การนำไฟฟ้า ฯลฯ) โดยการผสมกับวัสดุเหล่านั้น
- การใช้งานทางการแพทย์ที่หลากหลายเนื่องจากวัสดุเรืองแสง
กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคืออะไร
กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคือรูปรีดิวซ์ของแผ่นกราฟีนออกไซด์ที่มีโมเลกุลเดี่ยว ไม่มีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนเนื่องจากกลุ่มเหล่านี้ลดลงโดยใช้เทคนิคการรักษาที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ กระบวนการลดขนาดนี้เป็นกระบวนการที่สำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมีผลกระทบอย่างมากต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เราจะได้รับ เพราะกระบวนการกำหนดว่าคุณภาพของฟอร์มลดลงไปถึงคุณภาพของกราฟีนที่สมบูรณ์แบบแค่ไหน
สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การจัดเก็บพลังงานในขนาดใหญ่/ระดับอุตสาหกรรม กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงเป็นทางเลือกที่ดี สาเหตุหลักมาจากการผลิตสารประกอบนี้ในปริมาณมากง่ายกว่าการผลิตกราฟีนมาก
รูปที่ 02: สเปกโทรสโกปีดูดซับและรามันสเปกโทรสโกปีของกราไฟต์ กราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง
มีหลายวิธีที่เราสามารถลดกราฟีนออกไซด์เพื่อให้ได้กราฟีนออกไซด์ที่ลดลง ในหมู่พวกเขา เทคนิคที่สำคัญ ได้แก่ วิธีความร้อนเคมีหรือไฟฟ้าเคมี การใช้วิธีการทางเคมีนั้นมีประโยชน์อย่างมากเพราะเราสามารถขยายการผลิตได้ตามต้องการ อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่แล้ว ผลิตภัณฑ์จากวิธีทางเคมีจะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและพื้นที่ผิวต่ำกว่ามาตรฐาน
ใช้
- ในงานวิจัยเกี่ยวกับกราฟีน
- การผลิตแบตเตอรี่
- การประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์
- ในการผลิตซุปเปอร์คาปาซิเตอร์
- ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กราไฟท์ที่พิมพ์ได้
ความแตกต่างระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคืออะไร
กราฟีนออกไซด์เป็นแผ่นกราไฟท์ออกไซด์ที่มีโมเลกุลเดี่ยว ขณะที่กราฟีนออกไซด์แบบรีดิวซ์เป็นรูปรีดิวซ์ของแผ่นกราไฟท์ออกไซด์ที่มีโมเลกุลเดี่ยว ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถเข้าใจพื้นฐานของความแตกต่างระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง เราสามารถใช้กราฟีนออกไซด์เพื่อผลิตกราฟีนในขนาดเล็กและราคาถูก แต่เราสามารถใช้กราฟีนออกไซด์ในรูปแบบรีดิวซ์เพื่อผลิตกราฟีนในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ได้
ความแตกต่างอีกประการระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์แบบรีดิวซ์คือ กราฟีนออกไซด์สามารถกระจายตัวได้สูงในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ ในขณะที่รูปแบบรีดิวซ์จะกระจายตัวได้น้อยกว่า สามารถกระจายตัวได้ที่ความเข้มข้นต่ำ เหนือสิ่งอื่นใด ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคือกราฟีนออกไซด์มีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนในขณะที่กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงไม่มีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนส่วนใหญ่เป็นเพราะเราสร้างรูปแบบรีดิวซ์ผ่านปฏิกิริยารีดักชันของกราฟีนออกไซด์
สรุป – กราฟีนออกไซด์เทียบกับกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง
โดยสรุป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงคือกราฟีนออกไซด์ประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนในขณะที่กราฟีนออกไซด์ที่ลดลงไม่มีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจน นอกจากนี้ เราสามารถแปลงแกรไฟต์ออกไซด์เป็นกราฟีนออกไซด์แล้วเปลี่ยนเป็นกราฟีนออกไซด์แบบรีดิวซ์ได้