Grafen Üretiminde Ucuz ve Çevreci Yeni Bir Yöntem

Authors : Ersin Denizci, Tuğçe Parmaksiz, Aytül Ünal, Edip Bayram, Çağdaş Kizil

Pages : 19-29

View : 18 | Download : 12

Publication Date : 2018-09-30

Article Type : Research

Abstract :Grafenin endüstriyel üretiminde kullanılan kimyasal miktarının azaltılması için yeni ekonomik, çevreci ve etkili  yöntemlerin geliştirilmesi ve geliştirilen yöntemle elde edilen ürünlerin elektrokimyasal pillerde kullanılabilirliğinin araştırılması  amaçlanmıştır.  Levha ve çubuk grafitler bilyeli değirmende grafit kütlesinin % 25’i kadar kuru buz ve grafit kütlesinin 10 katı kadar 2-10  mm çaplı paslanmaz çelik bilyelerle 500 rpm dönme hızında 36 saat işlem yapılmıştır. Ürünler asit ile yıkanmış ve vakumlu  fırında kurutulmuştur. Levhadan elde edilen ürün L, çubuktan elde edilen ürün K, karşılaştırma amacı ile Hummer yöntemiyle  ön oksidasyona uğratılmış grafit oksit GO olarak etiketlendirilmiştir. Örneklerin SEM görüntüleri çekilmiş ve su (s), izopropil  alkol (i) ve kloroform (k) ile çözünürlük testleri yapılmıştır. Örneklerin spesifik kapasitans değerlerinin hesaplanması amacıyla  Dönüşümlü Voltametri (CV) çalışmaları yapılmıştır. SEM’de GO ile karşılaştırıldığında, kuru buzla üretilen L ve K grafit  oksitlerindeki grafen plakalarının birbirinden ayrıldığı görülmüştür.  Çözünürlük testinde GO’nun, su ve isopropil alkolde çöktüğü, kloroformda (GO-k) ise çökmediği, L’nin suda çöktüğü,  izopropil alkol ve kloroformda çökmediği, K’nın ise su, izopropil alkol ve kloroformda çökmediği görülmüştür. CV sonuçlarına  göre, kuru buz işlemiyle elde edilen örneklerin spesifik kapasitans değerleri, GO örneği ile karşılaştırıldığında 3M H2SO4  çözeltisinde K örneği için % 92 oranında arttığı, 6M KOH çözeltisinde ise L örneği için % 28 ve K örneği için % 84 oranında  arttığı, görülmüştür. Bu yöntemin grafitin yüzey alanı ve kapasitansını arttırarak, enerji uygulamalarında depolayabileceği enerji  miktarının artırılabileceği ve Grafitoksit üretiminde çok fazla kimyasalın gereksiz kullanımını ortadan kaldırılabileceği sonucuna  varılmıştır.
Keywords : Grafen, Grafitoksit, Kuru buz, Dönüşümlü Voltametri