Modificación funcional de grafeno-hidrofóbico e hidrofóbico.

El grafeno tiene una alta estabilidad química en la superficie del grafeno del anillo de benceno hexagonal, y la fuerza de interacción con otros medios es muy débil, y la fuerza de van der Waals entre las láminas es demasiado fuerte, lo que no produce hidrofilia ni hidrofilia. Es casi imposible que sea compatible con otros medios o polímeros. Fácil de reunir. Sin embargo, el grafeno no puede existir solo en la naturaleza y debe prepararse mediante procesos modernos. Es más común reducir el grafeno a tinta de óxido.

El óxido de grafeno se ha considerado durante mucho tiempo como una sustancia hidrófila debido a su excelente dispersión en agua. Sin embargo, los resultados experimentales relacionados muestran que el óxido de grafeno es en realidad anfifílico, mostrando propiedades hidrofílicas a hidrofóbicas desde el borde de la hoja de grafeno hasta el centro. distribución. Por lo tanto, el óxido de grafeno puede existir como agente activo interfacial y reducir la energía entre las interfaces. Su hidrofilia es ampliamente reconocida.

La fuerza entre la capa de tinta de óxido y la capa disminuye debido al aumento en el espaciamiento de las capas, y la fuerza de enlace de hidrógeno del grupo funcional hidrófilo y la molécula de agua generada por la superficie de óxido de grafeno es la repulsión de la carga formada por la desprotonación de el grupo carbonilo. El óxido de grafito se puede dispersar uniformemente en agua. Forme una sola capa de suspensión de óxido de grafeno. Para obtener grafeno, el óxido de grafeno, que se dispersa uniformemente en una solución acuosa, debe reducirse a rGO de grafeno reducido con itrio, el enlace SP 3 se desoxigena al enlace SP2, y la mayor parte de la reducción del óxido de grafito se realiza mediante un fuerte agentes reductores como la hidracina (N2H4). Reducción, sin embargo, después de la reducción, normalmente se forman acumulación y precipitación y no pueden estar presentes en una suspensión estable. Esta razón se debe principalmente a la conversión de grafeno altamente hidrófilo en grafeno altamente hidrófobo para reducir la energía superficial. El grafeno hidrófobo tiende a formar agregados. Sin embargo, si el agente activo de interfaz se usa adecuadamente para modificar la superficie de grafeno reducido y aumentar la hidrofilia, se puede mejorar la estabilidad de la suspensión de grafeno reducido.

De esta manera, podemos llegar aproximadamente a la siguiente primera conclusión.

¿Cuál es el extremo amigable con el aceite y el extremo amigable con el agua? El ejemplo más utilizado es el jabón. La molécula de jabón tiene una cadena larga de muchos carbono e hidrógeno en un extremo, que se llama extremo aceitoso; El otro extremo es un grupo atómico hidrófilo llamado extremo hidrófilo. Cuando se usa jabón, el aceite es adsorbido por el extremo proaceite y luego arrastrado al agua por el extremo hidrófilo para lograr el efecto de lavado.

En cuanto a los agentes activos de interfaz comúnmente utilizados en polímeros, las moléculas están compuestas por grupos atómicos hidrófobos no polares (amigables con el aceite) y grupos hidrófilos polares, y las dos partes pueden concentrarse relativamente para formar una parte de hidrófilo y una parte de el pro-aceite. Dos moléculas parentales.

Su hidrofilia proviene de la interacción eléctrica entre grupos polares y moléculas de agua o de la formación de enlaces de hidrógeno, lo que hace que las moléculas de agente activo interfacial tengan propiedades de disolución. Los grupos no polares no solo pueden tener tal afinidad con el agua, sino que también hacen que las moléculas de agua circundantes formen estructuras similares al hielo y pierdan libertad de movimiento. Si el grupo no polar abandona el entorno acuático, la estructura similar al hielo de esta parte del agua se desintegrará, lo que provocará un aumento de la entropía del sistema y una disminución de la función de Gibbs para facilitar el proceso. Este es el efecto hidrofóbico.

Da a las moléculas de tensioactivo una tendencia a escapar de la fase acuosa. La afinidad estructural hace que el tensioactivo tenga dos importantes funciones básicas: la adsorción de la superficie de la solución y la formación de grupos coloidales en el interior de la solución.

En los últimos años, los materiales superhidrofóbicos e hidrofóbicos se han visto favorecidos en la separación de aceite y agua debido a su especial humectabilidad. Dado que la tensión superficial del aceite es mucho menor que la del agua, la superficie superhidrófoba es difícil de preparar y la superficie superhidrófoba es principalmente superhidrófoba, lo que limita su aplicación en la separación de aceite y agua. Entonces, intentemos llenar los vacíos en el cuarto cuadrante anterior, que es que vamos a encontrar los miembros de la familia del grafeno que son hidrófilos, y vamos a intentar hacer esto con óxido de grafeno.

De acuerdo con la membrana de separación de agua de aceite superhidrófilo superhidrófilo superhidrófilo superhidrófilo superhidrófilo de óxido CN103623709B patentado y su preparación y aplicación, el hidrosensibilizador de polímero hidrófilo es proporcional al agente formador de membrana reticulado y luego se disuelve en agua con el nanosilicato Sol de acuerdo con la relación de calidad. La agitación magnética se prepara uniformemente en una solución con una concentración de 1 a 99%, y se agrega de 0,5 a 1% de óxido de grafeno como agente reticulante inorgánico, y la dispersión ultrasónica es uniforme; Limpieza ultrasónica de malla de tela de malla 100 a 300, secado a temperatura ambiente, pulverización, inmersión o revestimiento giratorio en la película de red de seda, reticulación de secado, para obtener un epiplón de separación de aceite súper hidrófilo y subacuático. La clave es que el omento de separación de aceite y agua tiene una estructura compuesta especial de nanómetros y micrones, orificios de malla de escala de micrones, capa de revestimiento de dopaje orgánico-inorgánico de espesor de micrones y una estructura sobresaliente de tamaño nanométrico en la capa de revestimiento. El omento de separación de aceite y agua tiene un ángulo de contacto de 0 ° entre el aire y el agua y el aceite, pero tiene una propiedad ultrahidrófoba bajo el agua. Así que vayamos más allá y lleguemos a la segunda conclusión.

La modificación de la superficie del plasma se basa en el principio de radicales libres o grupos funcionales especializados que se forman en la superficie después de la activación del plasma, y hay un refuerzo selectivo de las características de la superficie. El tratamiento con plasma también proporciona una modificación superficial simple del material, y se pueden introducir diferentes átomos y grupos en la superficie del material molecular. El uso de un tratamiento con plasma de oxígeno para irradiar grafeno puede convertir completamente el grafeno en óxido de grafeno. En segundo lugar, la modificación del plasma también se puede utilizar para aumentar la hidrofobicidad del grafeno. Ejemplo: el tratamiento con plasma de oxígeno puede aumentar la hidrofilia de la superficie del material, mientras que el tratamiento con plasma con HMD, CF4 eleva la energía de las propiedades hidrófobas.

Como tensioactivo fino, el anfótero de GO proviene de sus bordes hidrofílicos y grupos hidrofóbicos en la superficie. Al igual que las moléculas de tensioactivo iónico, su dualidad puede deberse al borde? El grado de ionización del grupo COOH, o el pH del líquido disperso, varía (Figura a). Un pH más alto puede hacer que aumente la carga en el borde, aumentando así la hidrofilia de la hoja. Del mismo modo, el borde de GO? ¿Derecha? La disposición de los grupos hidrófilos e hidrófobos en el centro sugiere que el tamaño también es un parámetro que afecta las características de sus padres.

¿La hoja más pequeña tiene un borde más alto? ¿Derecha? La proporción del área y por lo tanto tiene más hidrofilia (Figura B). Por último, el tamaño de la región de grafeno nanométrico hidrófobo en la superficie de la base de la hoja GO también se puede ajustar mediante diversos grados de reducción, o eliminando su grupo funcional oxígeno de la hoja de grafeno (Figura C). Como se muestra en la figura D, el valor de pH, el tamaño y el grado de reducción afectarán la densidad de carga y la hidrofilia de GO: la densidad de carga de la hoja de GO disminuye con el valor de pH, el tamaño de la hoja de grafeno y el grado de reducción. Aumenta y disminuye. Dado que las propiedades hidrófilas de GO están relacionadas con el tamaño, se inspira el nuevo concepto de separación de tamaños de GO. Dado que la hoja GO de gran tamaño es más estable a la superficie del agua y es un mejor agente activo emulsionante, por lo tanto, el tamaño de la hoja GO puede separarse mediante filtración de la superficie del agua o extracción emulsionante.

Hablemos del grafeno fluorado. Como nuevo derivado del grafeno, el fluoruro de grafeno no solo mantiene las propiedades de alta resistencia del grafeno, sino que también introduce una nueva interfaz y propiedades físicas y químicas como la reducción de la energía superficial, la mejora hidrófoba y la expansión de la banda prohibida debido a la introducción de átomos de flúor. Al mismo tiempo, el fluoruro de grafeno es resistente a altas temperaturas y químicamente estable, mostrando propiedades similares a las del politetrafluoroetileno, que se llama "divityflon". Las propiedades únicas del fluoruro de grafeno pueden hacer que tenga una amplia gama de aplicaciones en la interfaz, nuevos dispositivos nanoelectrónicos, materiales de lubricación y otros campos. El fluoruro de grafeno generalmente utiliza óxido de grafeno y fluoruro de hidrógeno como materias primas, y luego la preparación de fluoruro de grafeno con fluoración ajustable y de alta calidad también se logra a través de reacciones agua-térmicas. Por tanto, podemos aclarar las conclusiones finales.

Divertido, por eso se dice que el grafeno no es un material, según la necesidad de ajustar el uso del rey, el grafeno bajo diferentes procesos y diferentes funciones de nuevos materiales es la herramienta más básica para el crecimiento de la industria del grafeno. Parece que voy a hacer una pintura hidrofóbica hidrofóbica que debería tener un espectro.

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