Abstrato

Congresso de química: 2019-Nova tendência de grafeno modificado com diferentes métodos para aplicações fotocatalíticas - Won-Chun Oh

 Won-Chun Oh Professor Universidade de Ciência e Tecnologia de Anhui, RP China

 Devido à sua estrutura 2D única de espessura atômica e propriedades físico-químicas notáveis, o grafeno tem sido alvo de uma onda de pesquisas sobre suas propriedades ópticas, eletrônicas, térmicas e mecânicas. Em particular, uma grande quantidade de atenção recente tem sido atraída para explorar o grafeno e compostos de grafeno para aplicações fotoeletroquímicas. Recentemente, muitos trabalhos têm sido feitos na tentativa de projetar e preparar novos materiais baseados em grafeno para uma ampla gama de aplicações em fotoeletroquímica, variando de células solares fotoeletroquímicas, decomposição fotocatalítica de poluentes orgânicos e evolução de H2. Neste artigo de destaque, resumimos o estado da pesquisa sobre materiais baseados em grafeno para fotoeletroquímica. As perspectivas e desenvolvimentos futuros neste campo emocionante de materiais baseados em grafeno também são discutidos. O grafeno — uma folha plana de átomos de carbono de espessura única arranjada durante uma rede cristalina de favo de mel — continua a ser uma das áreas mais ativas de pesquisa de matéria condensada. Suas propriedades, incluindo alta rigidez mecânica e resistência (quando livre de defeitos, até agora apenas em pequenas distâncias como mícrons), incluindo alta condutividade elétrica e térmica, tornam o grafeno uma perspectiva empolgante para uma série de aplicações futuras em nanoeletrônica, gerenciamento térmico e dispositivos de armazenamento de energia. Uma chave para otimizar esse potencial é a capacidade de ajustar as propriedades do grafeno por meio da funcionalização química. O objetivo desta edição de foco do mais recente Journal of Physics é fornecer um instantâneo de uma série de técnicas de última geração agora sendo usadas para controlar e tratar o tecido. O óxido de grafeno foi preparado a partir de pó de grafite cristalino natural pelo método Hummers. Assim, 2 g de pó de grafite, 1 g de NaNO3 e 46 ml de H2SO4 concentrado foram misturados durante um frasco colocado em um banho de gelo e agitado por 30 min. Em seguida, 6 mg de KMnO4 foram adicionados à mistura em porções para interromper o aumento da temperatura acima de 20 °C e agitados por duas h. Subsequentemente, a temperatura da suspensão foi levada a 35 °C e mantida neste nível por uma hora. Então, 92 ml de água foram adicionados à temperatura ambiente na pasta cinza amarronzada, causando efervescência violenta e um aumento de temperatura para 98 °C. A suspensão diluída de cor marrom obtida foi mantida nesta temperatura por vários minutos; durante este ponto, a resposta mudou sua cor para amarelo brilhante; e depois disso, a suspensão foi ainda mais diluída com 250 ml de água morna e tratada com 20 ml de H2O2 para reduzir o permanganato residual e o dióxido de manganês. Enquanto a suspensão ainda estava morna, ela foi filtrada a vácuo para evitar a precipitação de produtos secundários. O bolo de filtro foi lavado com água morna e centrifugado em uma centrífuga Sigma 6-16 K (SciQuip, EUA). O sedimento obtido foi liofilizado em uma máquina Gamma 1-16 LSC plus (Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH). Em química,fotocatálise é a aceleração de uma fotorreação na presença de um catalisador. Na fotólise catalisada, a luz é absorvida por um substrato adsorvido. Na catálise fotogerada, a atividade fotocatalítica (PCA) depende do poder do catalisador para fazer pares elétron-buraco, que geram radicais livres (por exemplo, radicais hidroxila: •OH) prontos para sofrer reações secundárias. Sua aplicação foi possível pela invenção da eletrólise da água por meio de óxido de titânio (TiO2). A pesquisa em fotocatálise diminuiu por mais de 25 anos devido à falta de interesse e ausência de aplicações práticas. No entanto, em 1964, VN Filimonov investigou a fotooxidação de isopropanol de ZnO e TiO2; quase na mesma época, Kato e Mashio, Doerffler e Hauffe e Ikekawa et al. (1965) exploraram a oxidação/fotooxidação de CO2 e solventes orgânicos a partir da radiância de ZnO. Alguns anos depois, em 1970, Formenti et al. e Tanaka e Blyholde observaram a oxidação de vários alcenos e, portanto, a decomposição fotocatalítica do gás hilariante (N2O), respectivamente.