Improvement of graphene oxide characteristics depending on base washing

Abstract

Graphene oxide (GO) has been synthesized using Hummer’s method. This oxidation process decorates the graphene sheets by different types of functional groups, yet the harsh oxidation condition leads to introduce many of carbonaceous fragments, which decreasing GO efficiency in many faces, touched its applications. The synthesized GO has been washed by 10 M NaOH to produce (GOn). Thereafter quality enhancement of GO has been studied by several analyses; the introduced hydroxyl and carboxyl groups into few-layer graphene (FLG) surface have been determined by Fourier transform infrared spectra (FTIR). Raman spectroscopy analysis identified the defect degree and the transition of graphite from a crystalline to an amorphous structure and vice versa. The interlayer spacings of FLG and GOn were investigated by Xray diffraction (XRD) and the thermal stability of as-received and modified materials were examined by thermal gravimetric analysis (TGA). The morphological structure was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The various investigations confirmed that the properties of GO were improved by neutralization impact, which may pave the way to new developments in the GO-based applications.

Методом Хаммера синтезувано оксид графену (ОГ). Цей процес окислення декорує площини графена різними типами функціональних груп, жорсткі умови окислення призводять також до появи великої кількості вуглецевовмісних фрагментів, які зменшують ефективність ОГ в багатьох областях його застосування. Синтезований ОГ промивали розчином 10 М NaOH для отримання (ОГ)n. Якість ОГ досліджено кількома методами: введені в малошаровий графен гідроксильні та карбоксильні групи визначали Фур’є-інфрачервоною спектроскопією, ступінь дефектності та перехід графіту з кристалічної структури в аморфну і навпаки ідентифікували Раманівською спектроскопією, відстань між шарами у малошаровому графені і (ОГ)n досліджували з використанням рентгенівської дифракції, а термостабільність вихідних і модифікованих матеріалів – термогравіметричним аналізом, морфологію структури характеризували за допомогою скануючої електронної мікроскопії і просвічуючої електронної мікроскопії високої роздільної здатності. Різні дослідження підтвердили, що властивості ОГ поліпшувалися під дією нейтралізації, що може прокласти шлях новим розробкам щодо його застосування.

Методом Хаммера синтезировали оксид графена (ОГ). Этот процесс окисления декорирует плоскости графена различными типами функциональных групп, жесткие условия окисления приводят также к появлению большого количества углеродсодержащих фрагментов, которые уменьшают эффективность ОГ во многих областях его применения. Синтезированный ОГ промывали раствором 10 М NaOH для получения ОГn. Затем качество ОГ исследовали несколькими методами: введенные в малослойный графен гидроксильные и карбоксильные группы определяли Фурье-инфракрасной спектроскопией; степень дефектности и переход графита из кристаллической структуру в аморфную и наоборот идентифицировали Рамановской спектроскопией, расстояние между слоями в малослойном графене и ОГn исследовали с использованием рентгеновской дифракции, а термостабильность исходных и модифицированных материалов – термогравиметрическим анализом, морфологию структуры характеризовали c помощью сканирующей электронной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Различные исследования подтвердили, что свойства ОГ улучшались под действием нейтрализации, что может проложить путь новым разработкам по его применению.