کاهش الکتروشیمیایی گرافن اکسید با روش‏ های ولتامتری چرخه ‏ای و پتانسیل ثابت بر زیرلایه مس

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 5، دوره 15، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 34-43   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2021.683976

نویسندگان

مجید میرزایی^{* 1}؛ چنگیز دهقانیان²

¹دکتری تخصصی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

². استاد گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

       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 رسوب­نشانی 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 می‏تواند جایگزین روش‏های شیمیایی برای کاهش گرافن اکسید شود و ضعف عمده‏ روش‏ های شیمیایی را که استفاده از مواد سمی در کاهش است، برطرف کند.

کلیدواژه‌ها

گرافن اکسید؛ ولتامتری چرخه ‏ای؛ پتانسیل ثابت و روش‏های الکتروشیمیایی

مراجع

[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.