کاهش الکتروشیمیایی گرافن اکسید با روش های ولتامتری چرخه ای و پتانسیل ثابت بر زیرلایه مس
الموضوعات :
مجید میرزایی
1
(دکتری تخصصی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.)
چنگیز دهقانیان
2
(. استاد گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران)
الکلمات المفتاحية: گرافن اکسید, ولتامتری چرخه ای, پتانسیل ثابت و روشهای الکتروشیمیایی,
ملخص المقالة :
در این پژوهش گرافن اکسید با روش های ارزان قیمت و سازگار با محیط‎زیست بر زیرلایه مس کاهش یافت. این روش ها شامل پتانسیل ثابت و ولتامتری چرخه ای بود. در روش ولتامتری چرخه ای گرافن اکسید بر زیرلایه مس رسوب نشانی شد و کاهش یافت و در روش پتانسیل ثابت ابتدا به روش قطره چکانی، گرافن اکسید رسوب نشانی شد و سپس با روش پتانسیل ثابت کاهش یافت. گرافن اکسید کاهش‎یافته با میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و طیف‎شناسی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) و رامان مشخصه یابی شد. نتیجه ها نشان داد که روش پتانسیل ثابت، بهترین روش در کاهش گرافن اکسید است و بیشینه گروه های عاملی کاهش‎یافته و بیشینه چگالی نواقص و چروکیدگی صفحه ها را به خود اختصاص داد. طیف‎شناسی رهبندی الکتروشیمیایی (EIS) نیز ثابت کرد که بیشینه رسانایی متعلق به گرافن اکسید یافته با روش پتانسیل ثابت است. درنتیجه این روش می تواند جایگزین روش های شیمیایی برای کاهش گرافن اکسید شود و ضعف عمده روش های شیمیایی را که استفاده از مواد سمی در کاهش است، برطرف کند.
[1] Davies, A.; Yu, A.; CAN.; J. Chem. Eng. 89, 1342-1357, 2011.
[2] Bhat, U.; Meti, S.; Mater.Res. Fou. 64, 181-189, 2020.
[3] Horn, M.; Gupta, B.; MacLeod, J.M.; Liu, J.; Motta, N.; Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 17, 42-48, 2019.
[4] Yang, Z.; Tian, J.; Yin, Z.; Cui, C.; Qian, W.; Wei, F.; Carbon 141, 467-480, 2019.
[5] Hilder, M.; Winther-Jensen, B.; Li, D.; Forsyth, M.; MacFarlane, D.R.; Phys.Chem. Chem. Phys. 13, 9187-9193, 2011.
[6] Guo, .H.L.; Wang, X.F.; Qian, Q.Y.; Wang, F.B.; Xia, X.H.; ACS Nano 3, 2653-2659, 2009.
[7] Chen, L.; Tang, Y.; Wang, K.; Liu, C.; Luo, S.; Electrochem. commun. 13, 133-137, 2011.
[8] Liu, S.; Ou, J.; Wang, J.; Liu, X,.; Yang, S.; J. Appl. Electrochem. 41, 881-884, 2011.
[9] Yu, H.; He, J.; Sun, L.; Tanaka, S.; Fugetsu, B.; Carbon 51, 94-101, 2013.
[10] Kundu, M.; Liu, L.; J. Power Sources. 243, 676-681, 2013.
[11] Lesiak, B.; Appl.; Surf. Sci. 452, 223-231, 2018.
[12] Wong, S.I.; Lin, H.; Sunarso, J.; Wong, B.T.; Jia, B.; Proc SPIE Int Soc Opt Eng. 11201, 112010L, 2019.
[13] Wei, A.; Mater. Res. Bull. 48, 2855-2860, 2013.
[14] Okhay, O.; Tkach, A.; Staiti, P.; Lufrano, F.; Electrochim. Acta. 353, 136540-136546, 2020.
[15] Ferrari, A.C.; Phys. Rev. Lett. 97, 187401-187406, 2006.
[16] Tuinstra, F.; Koenig, J.L.; J. Chem. Phys. 53, 1126-1130, 1970.
[17] Jiang, Y.; Lu, Y.; Li, F.; Wu, T.; Niu, L.; Chen, W.; Electrochem. commun. 19, 21-24, 2012.
[18] Park, S.; Ruoff, R.S.; Nat. Nanotechnol. 4, 217-223, 2009.
[19] Shao, Y.; Wang, J.; Engelhard, M.; Wang, C.; Lin, Y.; J. Mater. Chem. 20, 743-748, 2010.
[20] Stoller, M.D.; Park, S.; Zhu, Y.; An, J.; Ruoff, R.S.; Nano Lett. 8, 3498-3502, 2008.
[21] Singh, A.; Ojha, A.K.; Chem. Phys. 530, 110607-110612, 2020.
_||_[1] Davies, A.; Yu, A.; CAN.; J. Chem. Eng. 89, 1342-1357, 2011.
[2] Bhat, U.; Meti, S.; Mater.Res. Fou. 64, 181-189, 2020.
[3] Horn, M.; Gupta, B.; MacLeod, J.M.; Liu, J.; Motta, N.; Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 17, 42-48, 2019.
[4] Yang, Z.; Tian, J.; Yin, Z.; Cui, C.; Qian, W.; Wei, F.; Carbon 141, 467-480, 2019.
[5] Hilder, M.; Winther-Jensen, B.; Li, D.; Forsyth, M.; MacFarlane, D.R.; Phys.Chem. Chem. Phys. 13, 9187-9193, 2011.
[6] Guo, .H.L.; Wang, X.F.; Qian, Q.Y.; Wang, F.B.; Xia, X.H.; ACS Nano 3, 2653-2659, 2009.
[7] Chen, L.; Tang, Y.; Wang, K.; Liu, C.; Luo, S.; Electrochem. commun. 13, 133-137, 2011.
[8] Liu, S.; Ou, J.; Wang, J.; Liu, X,.; Yang, S.; J. Appl. Electrochem. 41, 881-884, 2011.
[9] Yu, H.; He, J.; Sun, L.; Tanaka, S.; Fugetsu, B.; Carbon 51, 94-101, 2013.
[10] Kundu, M.; Liu, L.; J. Power Sources. 243, 676-681, 2013.
[11] Lesiak, B.; Appl.; Surf. Sci. 452, 223-231, 2018.
[12] Wong, S.I.; Lin, H.; Sunarso, J.; Wong, B.T.; Jia, B.; Proc SPIE Int Soc Opt Eng. 11201, 112010L, 2019.
[13] Wei, A.; Mater. Res. Bull. 48, 2855-2860, 2013.
[14] Okhay, O.; Tkach, A.; Staiti, P.; Lufrano, F.; Electrochim. Acta. 353, 136540-136546, 2020.
[15] Ferrari, A.C.; Phys. Rev. Lett. 97, 187401-187406, 2006.
[16] Tuinstra, F.; Koenig, J.L.; J. Chem. Phys. 53, 1126-1130, 1970.
[17] Jiang, Y.; Lu, Y.; Li, F.; Wu, T.; Niu, L.; Chen, W.; Electrochem. commun. 19, 21-24, 2012.
[18] Park, S.; Ruoff, R.S.; Nat. Nanotechnol. 4, 217-223, 2009.
[19] Shao, Y.; Wang, J.; Engelhard, M.; Wang, C.; Lin, Y.; J. Mater. Chem. 20, 743-748, 2010.
[20] Stoller, M.D.; Park, S.; Zhu, Y.; An, J.; Ruoff, R.S.; Nano Lett. 8, 3498-3502, 2008.
[21] Singh, A.; Ojha, A.K.; Chem. Phys. 530, 110607-110612, 2020.
