Grafeenoxide (GO) is de geoxideerde vorm van grafeen. Het is een materiaal met één atoomlaag dat wordt gevormd door de oxidatie van grafiet, dat goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar is. Grafeenoxide is gemakkelijk te verwerken omdat het dispergeerbaar is in water en andere oplosmiddelen. Door de zuurstof in zijn rooster is grafeenoxide niet geleidend, maar het kan met chemische methoden tot grafeen worden gereduceerd.

Grafeenoxide kan worden verwerkt met op oplossing gebaseerde methoden

Een van de belangrijkste voordelen van grafeenoxide is dat het dispergeerbaar is in water. Dit maakt het mogelijk om op oplossing gebaseerde processen te gebruiken. De voornaamste methode voor de vervaardiging van grafeenfilms is chemische dampdepositie (CVD). Deze methode vereist echter hoge temperaturen en relatief lange afzettingstijden, waardoor zij duur is. Het beperkt ook de depositie op substraten die hoge temperaturen kunnen verdragen waardoor depositie op de top van polymeren moeilijk.

Op oplossing gebaseerde methoden omvatten spray, spin, en dip coating en Langmuir-Blodgett (LB) deposities. Een overzicht van deze methoden kan hieronder worden gedownload.

Grafeenoxide kan worden gereduceerd tot grafeen

Een ander voordeel van grafeenoxide is dat het kan worden gereduceerd tot grafeen met behulp van chemische, thermische of elektrochemische methoden. Het geproduceerde materiaal wordt gereduceerd grafeenoxide (rGO) genoemd. Het rGO is een van de meest voor de hand liggende oplossingen wanneer grote hoeveelheden grafeen nodig zijn voor industriële toepassingen zoals energieopslag. Het reductieproces is dus van vitaal belang omdat het een grote invloed heeft op de kwaliteit van de geproduceerde rGO.

Reductie van GO met behulp van chemische reductie is zeer schaalbaar, maar helaas is de kwaliteit van de geproduceerde rGO doorgaans slecht. Thermische reductie van GO vereist temperaturen zo hoog 1000 ° C of meer die de structuur van de grafeenplaatjes beschadigt. De algemene kwaliteit van de geproduceerde rGO is echter vrij goed. Elektrochemische methoden blijken rGO van zeer hoge kwaliteit te produceren, bijna identiek aan ongerept grafeen. De methode heeft echter nog steeds te kampen met schaalbaarheidsproblemen.

Zodra gereduceerd grafeenoxide is geproduceerd, zijn er talrijke manieren waarop het kan worden gefunctionaliseerd. Dit zal de eigenschappen van de rGO-film verbeteren om te worden gebruikt in verschillende toepassingen.

Om meer te lezen over de op oplossing gebaseerde depositie van grafeenoxide, kunt u het onderstaande overzicht downloaden.