Grafén-oxid és redukált grafén-oxid előállítása vizsgálata
A különböző szénvegyületek napjaink kutatási életének igen jelentős területét képezik, ezek között is kiemelt szerepet tölt be a grafén, mely kétdimenziós szerkezetével új távlatokat nyitott a kémiában. A grafént eloxidálva grafén-oxidhoz jutunk, aminek a szerkezete hasonló a grafénéhez, viszont a grafénnel ellentétben már nem vezető, hanem félvezető, így a graféntól eltérő felhasználási lehetőségek merülnek fel. A számos felhasználás közül egy különösen érdekes tulajdonság a fotokatalizátorként való alkalmazás. Azonban annak ellenére, hogy erre a célra számos grafén-oxid alapú nanokompozitot hoztak létre az évek során, önmagában a grafén-oxidot nem nagyon vizsgálták, így ez került kutatásom központjába.
A grafén-oxidot továbbfejlesztett Hummers eljárással állítottam elő grafitból kénsavas közegben, KMnO4 hozzáadásával. Ezt követően különböző módokon változtattuk az összetételét és a felületén a funkciós csoportok mennyiségét: redukáltuk aszkorbinsavval vizes közegben, termikus úton nitrogén, levegő és argon-hidrogén atmoszférákban, 200 °C-on, illetve 300 °C-on.
Az így kapott anyagokat számos analitikai módszerrel vizsgáltuk, nevezetesen: Raman spektroszkópiával, termogravimetriával egybekötött tömegspektroszkópiával (TG-MS), pásztázó elektronmikroszkópiával (SEM), energiadiszperz röntgensugaras mikroanalízissel (EDX), por-röntgendiffrakcióval (XRD), valamint ATR spektroszkópiával, és transzmissziós elektronmikroszkópiával (TEM). Végül összehasonlítottuk a fotokatalitikus hatásukat tesztreakciókban metil-narancs vizes közegű bomlásának katalizátoraként UV fény hatására. Ezzel fel tudtuk deríteni, hogy a grafén-oxid összetételének és funkciós csoportjainak a hatását a fotokatalízisre.
szerző
-
Sárvári Lőrinc
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Szilágyi Imre Miklós
egyetemi docens, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék
