Abstracto

Congreso de química: 2019 - Nueva tendencia del grafeno modificado con diferentes métodos para aplicaciones fotocatalíticas - Won-Chun Oh

 Won Chun Oh Profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Anhui, República Popular de China

 Debido a su estructura 2D única de un átomo de espesor y sus notables propiedades fisicoquímicas, el grafeno ha provocado una oleada de investigaciones sobre sus propiedades ópticas, electrónicas, térmicas y mecánicas. En particular, recientemente se ha prestado mucha atención a la exploración del grafeno y los compuestos de grafeno para aplicaciones fotoelectroquímicas. Recientemente, se han realizado muchos trabajos para intentar diseñar y preparar nuevos materiales basados ??en grafeno para una amplia gama de aplicaciones en fotoelectroquímica, que van desde células solares fotoelectroquímicas, descomposición fotocatalítica de contaminantes orgánicos y evolución de H2. En este artículo destacado, resumimos el estado de la investigación sobre materiales basados ??en grafeno para fotoelectroquímica. También se analizan las perspectivas y los desarrollos futuros en este apasionante campo de los materiales basados ??en grafeno. El grafeno, una lámina plana de un átomo de espesor de átomos de carbono dispuestos a lo largo de una red cristalina en forma de panal, continúa siendo una de las áreas más activas de investigación de la materia condensada. Sus propiedades, que incluyen una alta rigidez mecánica y resistencia (cuando no tiene defectos, por ahora solo en distancias pequeñas como micrones), incluida una alta conductividad eléctrica y térmica, hacen del grafeno una perspectiva emocionante para una serie de aplicaciones futuras en nanoelectrónica, gestión térmica y dispositivos de almacenamiento de energía. Una clave para optimizar este potencial es la capacidad de ajustar las propiedades del grafeno a través de la funcionalización química. El objetivo de este número de enfoque del último Journal of Physics es proporcionar una instantánea de una serie de las técnicas de vanguardia más nuevas que se utilizan ahora para controlar y tratar el tejido. El óxido de grafeno se preparó a partir de polvo de grafito cristalino natural mediante el método de Hummers. Por lo tanto, se mezclaron 2 g de polvo de grafito, 1 g de NaNO3 y 46 ml de H2SO4 concentrado en un matraz colocado en un baño de hielo y se agitó durante 30 min. Luego, se añadieron 6 mg de KMnO4 a la mezcla en porciones para detener el aumento de temperatura por encima de los 20 °C y se agitó durante dos h. Posteriormente, la temperatura de la suspensión se llevó a 35 °C y se mantuvo a este nivel durante una hora. Luego, se agregaron 92 ml de agua a temperatura ambiente a la pasta gris pardusca, lo que provocó una efervescencia violenta y un aumento de la temperatura a 98 °C. La suspensión diluida de color pardo obtenida se mantuvo a esta temperatura durante varios minutos; durante este punto, la solución cambió su color a amarillo brillante; y después de esto, la suspensión se diluyó aún más con 250 ml de agua tibia y se trató con 20 ml de H2O2 para reducir el permanganato residual y el dióxido de manganeso. Mientras la suspensión aún estaba caliente, se filtró al vacío para evitar la precipitación de productos secundarios. La torta de filtración se lavó con agua tibia y se centrifugó en una centrífuga Sigma 6-16 K (SciQuip, EE. UU.). El sedimento obtenido se liofilizó en una máquina Gamma 1-16 LSC plus (Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH). En química,La fotocatálisis es la aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador. En la fotólisis catalizada, la luz es absorbida por un sustrato adsorbido. En la catálisis fotogenerada, la actividad fotocatalítica (PCA) depende de la capacidad del catalizador para formar pares electrón-hueco, que generan radicales libres (por ejemplo, radicales hidroxilo: •OH) listos para sufrir reacciones secundarias. Su aplicación fue posible gracias a la invención de la electrólisis del agua por medio de óxido de titanio (TiO2). La investigación en fotocatálisis disminuyó durante más de 25 años debido a la falta de interés y la ausencia de aplicaciones prácticas. Sin embargo, en 1964, VN Filimonov investigó la fotooxidación del isopropanol a partir de ZnO y TiO2; aproximadamente al mismo tiempo, Kato y Mashio, Doerffler y Hauffe, e Ikekawa et al. (1965) exploraron la oxidación/fotooxidación de CO2 y disolventes orgánicos a partir de la radiación de ZnO. Un par de años más tarde, en 1970, Formenti et al. y Tanaka y Blyholde observaron la oxidación de varios alquenos y por lo tanto la desintegración fotocatalítica del gas de la risa (N2O), respectivamente.