Abstrait

Congrès de chimie : 2019-Nouvelle tendance du graphène modifié avec différentes méthodes pour les applications photocatalytiques - Won-Chun Oh

 Won-Chun-Oh Professeur, Université des sciences et technologies d'Anhui, RP Chine

 En raison de sa structure 2D unique, épaisse comme un atome, et de ses remarquables propriétés physicochimiques, le graphène a suscité une vague de recherches sur ses propriétés optiques, électroniques, thermiques et mécaniques. En particulier, une grande attention a récemment été portée à l'exploration du graphène et des composites de graphène pour des applications photoélectrochimiques. Récemment, de nombreux travaux ont été réalisés pour tenter de concevoir et de préparer de nouveaux matériaux à base de graphène pour une large gamme d'applications en photoélectrochimie, allant des cellules solaires photoélectrochimiques à la décomposition photocatalytique de polluants organiques et à l'évolution de H2. Dans cet article de fond, nous résumons l'état de la recherche sur les matériaux à base de graphène pour la photoélectrochimie. Les perspectives et les développements futurs dans ce domaine passionnant des matériaux à base de graphène sont également abordés. Le graphène, une feuille plane d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un atome disposée au sein d'un réseau cristallin en nid d'abeille, continue d'être l'un des domaines les plus actifs de la recherche sur la matière condensée. Ses propriétés, notamment une rigidité et une résistance mécaniques élevées (sans défaut, donc jusqu'à présent uniquement sur de petites distances comme les microns), notamment une conductivité électrique et thermique élevée, font du graphène une perspective intéressante pour un certain nombre d'applications futures dans la nanoélectronique, la gestion thermique et les dispositifs de stockage d'énergie. L'une des clés pour optimiser ce potentiel est la capacité à ajuster les propriétés du graphène par fonctionnalisation chimique. L'objectif de ce numéro thématique du dernier Journal of Physics est de fournir un aperçu d'un certain nombre des techniques de pointe les plus récentes actuellement utilisées pour contrôler et traiter le tissu. L'oxyde de graphène a été préparé à partir de poudre de graphite cristallin naturel par la méthode de Hummers. Ainsi, 2 g de poudre de graphite, 1 g de NaNO3 et 46 ml de H2SO4 concentré ont été mélangés dans un flacon placé dans un bain de glace et agité pendant 30 min. Ensuite, 6 mg de KMnO4 ont été ajoutés au mélange par portions pour arrêter la montée en température au-dessus de 20 °C et agités pendant deux heures. Par la suite, la température de la suspension a été ramenée à 35 °C et maintenue à ce niveau pendant une heure. Ensuite, 92 ml d'eau ont été ajoutés à température ambiante dans la pâte gris brunâtre, provoquant une effervescence violente et une élévation de la température à 98 °C. La suspension diluée de couleur brune obtenue a été maintenue à cette température pendant plusieurs minutes ; pendant ce temps, la solution a changé de couleur pour devenir jaune vif ; et après cela, la suspension a été encore diluée avec 250 ml d'eau chaude et traitée avec 20 ml de H2O2 pour réduire le permanganate résiduel et le dioxyde de manganèse. Alors que la suspension était encore chaude, elle a été filtrée sous vide pour éviter la précipitation de produits secondaires. Le gâteau de filtration a été lavé à l'eau chaude et centrifugé sur une centrifugeuse Sigma 6-16 K (SciQuip, USA). Le sédiment obtenu a été lyophilisé sur une machine Gamma 1-16 LSC plus (Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH). En chimie,Français La photocatalyse est l'accélération d'une photoréaction en présence d'un catalyseur. Dans la photolyse catalysée, la lumière est absorbée par un substrat adsorbé. Dans la catalyse photogénérée, l'activité photocatalytique (PCA) dépend de la capacité du catalyseur à fabriquer des paires électron-trou, qui génèrent des radicaux libres (par exemple des radicaux hydroxyles : •OH) prêts à subir des réactions secondaires. Son application a été rendue possible par l'invention de l'électrolyse de l'eau au moyen d'oxyde de titane (TiO2). Les recherches en photocatalyse ont diminué pendant plus de 25 ans en raison du manque d'intérêt et de l'absence d'applications pratiques. Cependant, en 1964, V.N. Filimonov a étudié la photooxydation de l'isopropanol à partir de ZnO et de TiO2 ; à peu près à la même époque, Kato et Mashio, Doerffler et Hauffe, et Ikekawa et al. (1965) ont exploré l'oxydation/photooxydation du CO2 et des solvants organiques à partir du rayonnement de ZnO. Quelques années plus tard, en 1970, Formenti et al. et Tanaka et Blyholde ont observé l'oxydation de divers alcènes et donc la désintégration photocatalytique du gaz hilarant (N2O), respectivement.