گرافیت اکسید

اکسید گرافیت ( به انگلیسی: Graphite oxide ) که قبلاً اکسید گرافیتی یا اسید گرافیتی نامیده می شد، ترکیبی از کربن، اکسیژن و هیدروژن در نسبت های متغیر است که توسط پردازش گرافیت با اکسید کننده های قوی حاصل می شود. محصول حداکثر اکسید شده جامد زرد است با نسبت C: O بین ۲٫۱ و ۲٫۹، که ساختار لایه گرافیت را حفظ می کند، اما فاصله ای بسیار بزرگ تر و نامنظم دارد. مواد فله ای در محلول های اساسی به منظور تولید ورق های منوموکولاریک، به روش گرافن به شکل گرافیتی به نام گرافین اکسید شناخته می شود. ورق های اکسید گرافن برای تهیه مواد کاغذی شبیه به غشا، غشاها، فیلم های نازک و مواد کامپوزیتی استفاده شده اند. در ابتدا، اکسید گرافین جذب قابل توجهی به عنوان یک میادین احتمالی برای ساخت گرافن بود. گرافن به دست آمده با کاهش اکسید گرافین هنوز دارای نقایص شیمیایی و ساختاری است که برای برخی از برنامه ها مشکل است، اما مزیت دیگری برای برخی دیگر است.
اکسید گرافیت برای اولین بار توسط بنجامین سی. برودی شیمیدان آکسفورد در سال ۱۸۵۹ توسط پردازش گرافیت با مخلوطی از کلرات پتاسیم و اسید نیتریک دمیده شده تهیه شد. او سنتز "کاغذهای فویل" با ضخامت ۰٫۰۵ میلیمتر را گزارش کرد. در سال ۱۹۵۷ هومرز ( Hummers ) و آفمن ( offeman ) یک فرایند ایمن تر، سریعتر و کارآمدتر به نام روش هومرز ( Hummers 'Method ) ، با استفاده از مخلوطی از اسید سولفوریک ( H2SO4 ) ، نیترات سدیم ( NaNO3 ) و پرمنگنات پتاسیم ( KMnO4 ) ، که هنوز هم به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، اغلب با برخی از اصلاحات ایجاد شده است. بزرگترین یکپارچه ( GO ) با چارچوب کربن بسیار نادیدنی و کمترین غلظت ناخالص باقی مانده می تواند در ظروف بی اثر با استفاده از واکنش دهنده های بسیار خالص و حلال ها سنتز شود. اکسید گرافیتی تغییرات قابل توجهی از خواص را با توجه به درجه اکسیداسیون و روش سنتز نشان می دهد. به عنوان مثال، نقطه درجه حرارت از انفجار، انفجاری به طور کلی برای اکسید گرافیت آماده شده توسط روش برودی در مقایسه با اکسید گرافیت ( Hummers ) ، تفاوت تا ۱۰۰ درجه با نرخ حرارت مشابه است. خواص هیدراتاسیون و حلال اکسید گرافیت برودی و هومرز نیز قابل توجه متفاوت است. اخیراً مخلوطی از اسیدسولفوریک ( H2SO4 ) و پرمنگنات پتاسیم ( KMnO4 ) برای برش نانولوله های کربنی باز به طور طولی استفاده می شود که منجر به ایجاد روبانهای تختی گرافیکی گرافن، چند اتم گسترده، با لبه های "capped" توسط اتم های اکسیژن ( O ) یا گروه های هیدروکسیل ( - OH ) می شود. گرافیت ( گرافن ) اکسید ( GO ) همچنین با استفاده از روش سنتز "پایین" ( روش تانگ - لوا ) که در آن تنها منبع گلوکز است؛ فرایند ایمن تر، ساده تر و سازگار با محیط زیست نسبت به روش سنتی "بالا به پایین" است، که در آن اکسیدکننده قوی درگیر است. یکی دیگر از مزیت های مهم تانگ لو، اعم از تک لایه به چند لایه با تنظیم پارامترهای رشد، روش کنترل ضخامت است.