Oxid grafenu (GO) je oxidovaná forma grafenu. Je to jednoatomový vrstevnatý materiál, který vzniká oxidací grafitu, který je levný a snadno dostupný. Oxid grafenu se snadno zpracovává, protože je dispergovatelný ve vodě a jiných rozpouštědlech. Vzhledem ke kyslíku v jeho mřížce není oxid grafenu vodivý, ale lze jej chemickými metodami redukovat na grafen.
Oxid grafenu lze zpracovávat metodami založenými na roztoku
Jednou z hlavních výhod oxidu grafenu je, že je dispergovatelný ve vodě. Díky tomu je možné používat postupy založené na roztocích. Základní metodou výroby grafenových vrstev je chemická depozice z plynné fáze (CVD). Tato metoda však vyžaduje vysoké teploty a relativně dlouhou dobu depozice, což ji činí nákladnou. Omezuje také depozici na substráty, které snášejí vysoké teploty, což znesnadňuje depozici na polymery.
Mezi metody založené na roztocích patří nanášení rozprašováním, odstřeďováním a ponořováním a také Langmuirova-Blodgettova (LB) depozice. Přehled těchto metod si můžete stáhnout níže.
Oxid grafenu lze redukovat na grafen
Další výhodou oxidu grafenu je, že jej lze redukovat na grafen pomocí chemických, tepelných nebo elektrochemických metod. Vzniklý materiál se nazývá redukovaný oxid grafenový (rGO). RGO je jedním z nejzřejmějších řešení, které lze použít v případě, že je zapotřebí velké množství grafenu pro průmyslové aplikace, jako je například skladování energie. Proces redukce je tedy zásadní, protože má velký vliv na kvalitu vyrobeného rGO.
Redukce GO pomocí chemické redukce je velmi dobře škálovatelná, ale kvalita vyrobeného rGO je bohužel obvykle špatná. Tepelná redukce GO vyžaduje teploty až 1000 °C nebo vyšší, což poškozuje strukturu grafenových destiček. Celková kvalita vyrobeného rGO je však poměrně dobrá. Bylo prokázáno, že elektrochemické metody produkují velmi kvalitní rGO, téměř identický s nedotčeným grafenem. Tato metoda však stále trpí problémy se škálovatelností.
Po výrobě redukovaného oxidu grafenu existuje mnoho způsobů, jak jej funkcionalizovat. Tím se zlepší vlastnosti rGO filmu, který lze použít v různých aplikacích.
Chcete-li si přečíst více o depozici oxidu grafenu na bázi roztoku, stáhněte si níže uvedený přehled.
.