ساخت آئروژل گرافن به روش قالب یخی در فشار محیط و بررسی ویژگی های آن

آئروژل های گرافن، ساختار سه بعدی گرافن فوق سبک با چگالی در بازه mg/cm۳ ۱۰ با ویژگی های الکتریکی یگانه و قابلیت فشرده سازی بالا هستند. برای تولید آن ها، نخست هیدروژل گرافن ساخته می شود و سپس مایع درون هیدروژل با هوا جایگزین می شود به طوری که حجم و ساختار ژل دچار تغییر نشود. در این پژوهش، آئروژل گرافن به روش خشک کردن در فشار محیط بدون نیاز به وسایل خلاسازی با چگالی mg/cm۳  ۶/۱۰ تهیه شد و مرحله های گوناگون تهیه، بهینه شد. دیده شد که برای تهیه آئروژل گرافن با تخلخل بیش تر و چگالی کم تر، مناسب است تا غلظت اولیه گرافن اکسید mg/mL ۴، زمان ژل شدن ۷ ساعت و زمان انجام قالب یخی ۴۸ ساعت انتخاب شود. هم چنین دیده شد که آئروژل­ های تهیه شده با چگالی کم تر دارای ویژگی فشرده ­سازی بیش­تری هستند. با افزایش تنش اعمالی بر نمونه­ ها، میزان رسانش الکتریکی آن­ها افزایش و مقاومت الکتریکی آن­ها کاهش می­ یافت. هم چنین رسانش گرمایی آن­ها W/m.K ۰۲۹/۰ اندازه­ گیری شد که در حد یک عایق گرمایی خوب است. میزان جذب گازوئیل، نفت، روغن خوراکی و اتانول توسط آئروژل گرافن به ترتیب ۵/۸۸، ۶/۵۹، ۶/۴۲ و g/g ۲/۵۵ اندازه ­گیری شد. در مورد جذب متیلن­ بلو دیده شد که بیش ترین جذب در ۱۵ دقیقه اول رخ می­ دهد و می ­توان از آئروژل گرافن به عنوان جاذب متیلن­ بلو و رنگ ­هایی با ساختار همانند از آب و پساب­ های صنعتی استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

آئروژل گرافن ، خشک کردن قالب یخی ، ظرفیت جذب ، رسانش الکتریکی ، رسانش گرمایی