No category

منبع پایان نامه درمورد اکسیداسیون

۰ طرح‌واره‌ای ازاصلاح سطح گرافن اکساید با ایزوسیانات را از طریق واکنش مرحله ای نمایش می دهد.

شکل ‏۲-۳۰ واکنش گروه‌های اکسیژنی کربوکسیل(سمت راست) و هیدروکسیل(سمت چپ) روی سطح گرافن اکساید با ایزوسیانات و تولید گرافن عامل دار شده[۸۸].
واکنش در حلال دی متیل فرمامید و تحت اتمسفر نیتروژن(گاز خنثی) صورت می پذیرد.زمانی که از ایزوسیانات جامد استفاده می شود، گرافن اکساید و ایزوسیانات قبل از اضافه شدن به دی متیل فرمامید درون یک فلاسک قرار می گیرند. در نتیجه این آزمایش‌ها گرافن اکساید عامل دار شده و در نتیجه می‌تواند به راحتی در دی متیل فرمامید پخش و پراکنده شود. این امر در تهیه نانو کامپوزیت‌های پلیمری امری مفید خواهد بود[۸۹].
همانند ایزوسیانات۳۰ آلی، دی ایزوسیانات آلی نیز برای تهیه گرافن اکساید عامل دار شده و اتصال عرضی کردن آن بسیار مفید است[۹۰]. گرفت کردن اکتادسیل آمین بر روی سطح گرافن اکساید با فعال کردن گروه‌های کربوکسیل موجود بر روی سطح با استفاده از تیونیل کلراید(SOCl2) صورت می پذیرد. عامل دار کردن از طریق ایجاد پیوند کووالانسی بین گروه‌های عاملی -COCl گرافن اکساید فعال شده و گروه‌های عاملی NH2 موجود در زنجیره های اکتادسیل آمین صورت می پذیرد. شکل ۲-۳۱ طرح‌واره‌ای از این واکنش را نمایش می دهد.

شکل ‏۲-۳۱ عامل دار کردن گرافن اکساید با اکتادسیل آمین و استفاده از تیونیل کلراید[۶۴].
به تازگی در مقالاتی توانسته اند گرافن را با استفاده از کیتوسان توسط امواج مایکروویو و در محیط دی متیل فرمامید اصلاح کنند[۹۱]. عامل دار کردن با استفاده از واکنش بین گروه‌های کربوکسیل گرافن اکساید و گروه‌های آمینی کیتوسان و در حین احیا گرافن اکساید با استفاده از منوهیدرات هیدرازین صورت پذیرفت.طرح‌واره‌ای از انجام این واکنش در شکل ۲-۳۲ به نمایش در آمده است. همچنین پخش و پراکندگی گرافن اکساید در محلول‌های اسیدی با استفاده از آمیدیشن گرافن اکساید با کیتوسان بهبود یافته است. کیتوسان گرفت شده بر روی سطح گرافن اکساید در حدود ۶۴% وزنی است که این امر گرافن اکساید عامل دار شده را دارای حلالیت آبی خوب و زیست سازگاری بالا می کند.

شکل ‏۲-۳۲ تولید گرافن اکساید از گرافیت(بالا) و گرفت شدن زنجیره های کیتوسان بر روی سطح گرافن اکساید(پایین)[۹۱].

واکنش اضافی
در این روش دو یا چند ملکول با یکدیگر ترکیب شده و به شکل یک ملکول بزرگتر در واکنش های آلی اضافه در می آیند. طرح‌واره‌ای از گرفت کردن ۱و۳- دی پلار سایکولادیشن دیازنیوم ییلد بر روی سطح گرافن در شکل ۲-۳۳ نمایش داده شده است[۹۲].

شکل ‏۲-۳۳ گرفت کردن ۱و۳- دی پلار سایکولادیشن دیازنیوم ییلد بر روی سطح گرافن[۹۳].
عامل دار کردن غیرکووالانسی
تعامل غیر کووالانسی در درجه اول شامل نیروهای آب گریز، واندروالسی و نیروهای الکترواستاتیک می باشد که نیازمند به جذب فیزیکی ملکول های مناسب بر روی سطح گرافن می باشند. عامل دار کردن غیر کووالانسی به منظور دستیابی به پوشش پلیمرها، جذب سورفکتانت ها و یا ملکول های آروماتیک کوچک و برهمکنش با پورفیرین یا ملکول های زیست تخریب پذیر همانند دئوکسی ریبونوکلئیک ها(DNA) و پپتیدها صورت می پذیرد. عامل دار کردن غیرکووالانسی یک تکنیک شناخته شده برای اصلاح سطح نانو ذرات مبتنی بر کربن است. از این روش در سالیان گذشته به طور گسترده ای در اصلاح سطح شبکه های sp2 نانولوله های کربنی استفاده شده است[۹۴]-[۹۶]. تحقیقات در حال اجرا نشان می دهند که استفاده از تکنیک های مشابه برای گرافن با استفاده از انواع اصلاح کننده های آلی قابل دسترسی می باشند[۹۶]-[۹۸]. جدول ۲-۴ اصلاح غیرکووالانسی گرافن اکساید را با استفاده از عوامل اصلاح مختلف، ثبات پراکندگی آنها در حلال های مختلف و هدایت الکتریکی آن‌ها را بررسی کرده است.
جدول ‏۲-۴- اصلاح غیرکووالانسی گرافن اکساید با استفاده از عوامل اصلاح مختلف[۸۴].
عامل اصلاح
حلال های دارای پراکندگی پایدار
میزان پراکندگی(mg/ml)

خواص الکتریکی(s/m)

پلی سدیم-۴- استایرن سولفونیت
آب
۱

پلی آنیلین سولفونیت
آب
بیشتر از ۱
۳۰
پیرن بوتیریک اسید
آب
۰.۱
۲۰۰
پلیمر ترمینیت شده با آمین
۱و۳-دی متیل-۲-ایمیدازولیدینون،گاما-بوتیرولاکتون،۱-پروپانول،اتانول،اتیلن گلایکول،دی متیل فرمامید
۰.۴
۱۵۰۰
پلی-ان-ایزوپروپیل آکریلامید
آب


پلی سدیم-۴- استایرن سولفونیت گرفت شده بر روی پلی پیرول
آب
۳

پلی پروپیلن ایمین دندریمرز
آب


مشتقات کرونن
آب
۰.۱۵

پلی(۲و۵-بیس(۳-سولفونیتوپروپوکسی)-۱.۴- اتیلنیل فنیلن-الترناتیو-۱و۴-اتینیل فنیلن)
آب
۰.۲۵
۳۰k? (مقاومت)
سدیم دودسیل بنزن سولفونیت
آب
۱
k?80 (مقاومت)
متیلن سبز
آب
۰.۱

سدیم لیگنوسولفونیت،سدیم کربوکسی متیل سلولز، پیرن شامل هیدروکسیل پروپیل سلولز
آب
۲-۰.۶

پیرن شامل هیدروکسیل پروپیل سلولز
آب


پرفیرین
آب
۰.۰۲
?cm370
پیل
آب
۱.۵
۳۶۰۰

پراکندگی پایدار برای گرافن احیا شده با استفاده از عامل دار کردن غیرکووالانسی با پلیمرهای خاتمه یافته با آمین در حلال های مختلف آلی مورد بررسی قرار گرفته و گزارش شده است[۹۹]. این امر از اولین تلاش ها برای عامل دار کردن گرافن پس از احیا گرافن اکساید و تبدیل آن به گرافن بود. بر اساس این روش احیای گرافن اکساید برای اولین بار در یک محیط آبی و با استفاده از مخلوط آمونیاک و هیدرازین صورت گرفت که پس از احیا گرافن اکساید، مخلوط مورد شستشو قرار گرفت و صفحات چسبیده به هم گرافن خارج شد. برای عامل دار کردن غیر کووالانسی ورق های گرافن اکساید احیا شده، پلیمر های خاتمه یافته شده با آمین در حلال های آلی حل می‌شوند و سپس محلول آبی که در آن گرافن های احیا شده پخش و پراکنده شده اند به محلول آلی پلیمر اضافه می شود. جهت عامل دار کردن غیر کوالانسی فاز آبی و محلول آلی به مدت hr5 سونیکیت۳۱ شدند تا فاز آلی به سطح گرافن مهاجرت کند. گرافن عامل دار شده با توجه به خواص الکتریکی مناسب و همچنین پراکندگی و پخش پایدار در بسیاری از حلال های آلی می‌تواند مورد استفاده بسیار زیادی قرار گیرد. لیو و همکارانش یک روش اصلاح برای گرافن را با توجه به تعامل ?-? بین اوربیتال ? از گرافن و پلی ایزوپروپیل آکریلامید را گزارش کرده اند که شکل ۲-۳۴ طرح‌واره‌ای از گرافن عامل دار شده با استفاده از این روش را نمایش می دهد[۱۰۰].

شکل ‏۲-۳۴ اصلاح گرافن با توجه به تعامل ?-? بین اوربیتال ? از گرافن و پلی ایزوپروپیل آکریلامید اختتام یافته با پیرن[۱۰۰].
در این روش پلی ایزوپروپیل آکریلامید اختتام یافته با پیرن با در آب حل شد و سپس این محلول آبی به گرافن اضافه شد. در ادامه گرافن توسط سونیکیت کردن در یک حمام آب و یخ در آب پراکنده شد.
همچنین گرافن عامل دار شده مبتنی بر بزرگ ملکول ها با دوگانه‌های پلی (۲و۵-بیس(۳-سولفونا-توپروپروکسی)-۱و۴-اتینیل فنیلن-آلترناتیو-۱و۴-اتینیل پروپیل) یا به طور مختصر PPESO3- توسط یانگ و همکارانش با موفقیت تهیه‌شده‌اند[۱۰۱].شکل ۲-۳۵ طرح‌واره‌ای از آماده سازی این گرافن اصلاح شده را نمایش می دهد.

شکل ‏۲-۳۵ طرح‌واره‌ای از اصلاح گرافن با PPESO3-[101].
لازم به ذکر است گرافن به دست آمده دارای هدایت الکتریکی بسیار بالا و همچنین پراکندگی فوق العاده(حتی به مدت ۸ ماه بدون استفاده از هیچگونه پلیمر آزاد در محلول) می باشد. علاوه بر این، باردهی منفی موجود بر روی سطح گرافن عامل دار شده به روش بالا سبب استفاده از این صفحات در برنامه های کاربردی و دستگاههای الکترونیکی می شود.
تثبیت کردن در یک محیط یونی۳۲
استفاده از ملکول های تثبیت کننده خارجی هدایت الکتریکی گرافن عامل دار شده را تا حد زیادی کاهش می دهد. بنابراین برای دستیابی به گرافن بدون هیچگونه خدشه در خواص الکتریکی آن، کاهش گرافن اکساید در یک محیط یونی معرفی شد. پارک و همکارانش یک مسیر ساده برای آماده سازی سوسپانسیون آبی همگن از گرافن به دست آمده از روش های شیمیایی و دارای خواص هدایت الکتریکی مناسب را گزارش کرده اند[۱۰۲]. در این روش گرافن اکساید ابتدا در آب پخش و پراکنده می شود و به دنبال آن محلول پتاسیم هیدروکساید (KOH) به آن اضافه می شود. این امر با طرح واره شکل ۲-۳۶ به طور مختصر نشان داده شده است.

شکل ‏۲-۳۶ تثبیت گرافن با یون‌های K+
(الف) اکسید کردن گرافیت، (ب) پراکنده شدن گرافن اکساید در محلول یونی پتاسیم هیدروکساید و (ج) احیا گرافن تثبیت شده[۸۴].
بر مبنای گزارش پارک، پتاسیم هیدروکساید۳۳(با پایه قوی) می‌تواند بار منفی بزرگی را از طریق واکنش با هیدروکسیل ها، اپوکسی ها و کربوکسیلیک اسیدهای فعال بر روی سطح گرافن ایجاد کند. در نتیجه این امر پوشش گسترده ای از ورق های دارای بار منفی و یون های K+ سطح گرافن اکساید را احاطه می کنند. همچنین اضافه کردن منوهیدرات هیدرازین به گرافن اکساید اصلاح شده باپتاسیم هیدروکساید یک تعلیق همگن را ایجاد کرده که در آن صفحات گرافن اکساید می‌توانند به مدت حداقل ۴ ماه پایدار باقی بمانند. همچنین اخیرا لی و همکارانش کلویید آبی پایدار از گرافن را از طریق تثبیت الکترواستاتیک صفحات گرافن تهیه کرده اند.[۱۰۳] در این روش ابتدا گرافن اکساید پراکنده شده در آب با میزان اضافی از منوهیدرات هیدرازین(نسبت وزنی هیدرازین به گرافن اکساید۷ به ۱۰ بود) احیا شد. هیدرازین اضافی توسط دیالیز و به همراه محلول ۰.۵% آمونیاک پس از کامل شدن احیا خارج شد. این تحقیق منجر به توسعه یک روش ساده برای تولید صنعتی گرافن قابل پراکندگی در محلول‌های آبی بدون نیاز به تثبیت کننده های سطحی یا تثبیت کننده های پلیمری شد.
به طور مستقیم از گرافیت۳۴
مسیرهای شیمیایی ساخت گرافن مزایای مهم و نسبتا زیادی را نسبت به سایر روشها ازجمله روش ماکروویوینگ یا سنتز گرافن به روش رسوب دهی بخارات شیمیایی دارا می باشد[۳۰], [۱۰۴]. بااین‌حال با استفاده از روش های شیمیایی در مقایسه با روش رسوب دهی بخارات شیمیایی یا پراکندگی مکانیک پیرولیتیک گرافیت به شدت جهت دار، سطح گرافن کاهش می یابد. بنابراین تلاش های زیادی برای سنتز گرافن به طور مستقیم از گرافیت صورت گرفته است. به منظور دستیابی به این امر تلاش های زیادی برای تولید گرافن عامل دار شده به صورت مستقیم از گرافیت و با استفاده از عوامل اصلاح آلی صورت گرفته است. این روشها از ایجاد نقص در سطح گرافن در طول مرحله اکسیداسیون جلوگیری می کنند.انواع اصلاح کننده های آلی برای تهیه گرافن عامل دار شده و همچنین میزان پراکندگی و هدایت الکتریکی آنها در جدول ۲-۵ آورده شده است.
جدول ‏ ۲ ۵- روش‌های تولید گرافن عامل دار شده به طور مستقیم از

این فایل ها تست های آزمون آزمایشی کارشناسی ارشد انتشارات سنجش و دانش می باشد که با پاسخ های کاملا” تشریحی ارائه می شود. شما می توانید از منوی جستجو (بالای سایت سمت چپ ) تست های دروس دیگر را پیدا کرده و رایگان دانلود کنید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *