Tách bóc và khử hóa học graphit oxit trên các tác nhân khử khác nhau
Tóm tắt
Điều chế graphen bằng phương pháp khử hóa học graphen oxit luôn được các nhà khoa học quan tâm ngay từ những ngày đầu biết đến graphen. Nhiều tác nhân khử khác nhau được đề nghị, tuy nhiên mỗi tác nhân khử chỉ có hoạt tính với một loại nhóm chức nhất định trên cấu trúc của graphen oxit. Để làm rõ điều đó cũng như khảo sát khả năng khử của các tác nhân khử hóa học khác nhau, nghiên cứu này tập trung khảo sát khả năng khử của ba tác nhân như N2H4, NaBH4 và HI. Bên cạnh đó, polyetylen oxit còn được sử dụng như tác nhân biến tính tách bóc hoàn toàn các lớp graphit oxit thành graphen oxit (MGO-PEG) đơn lớp trước khi khử thành graphen. Bằng các phương pháp phân tích quang phổ như phổ hồng ngoại (FTIR), phổ UV-Vis và phổ Raman chúng tôi đã đối sánh được khả năng khử của từng tác nhân, trong đó tác nhân HI có khả năng khử vượt trội. Cấu trúc tách bóc hoàn toàn của MGO-PEG và graphen được chứng minh bằng phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X và kính hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM). Các phương pháp phân tích nhiệt như TGA và DSC cũng góp phần làm rõ vai trò của từng tác nhân khử. Cuối cùng là phương pháp xác định điện trở mặt của các màng graphen là minh chứng rõ ràng nhất về khả năng của từng tác nhân khử: RGO-HI (120 Ω/square), RGO-Na (1300 Ω/square) and RGO-Hz (1500 Ω/square). Nghiên cứu đã góp phần làm sáng tỏ khả năng khử của từng tác nhân khử trên cùng một loại graphen oxit mà chưa từng có một nghiên cứu nào trước đó đã thực hiện.