石墨烯的长期老化

氧化石墨烯是一种在商业上重要的材料，已在多个行业中探索。发表在皇家学会开放科学亚博老虎机网登录期刊研究了长期衰老对该材料的影响。

学习：长期衰老对石墨烯氧化石墨烯的影响：结构和热分解。图片来源：Daniel Ramirez-Gonzalez/Shutterstock.com

氧化石墨烯：概述，使用和挑战

氧化石墨烯是一种热不稳定的高能​​材料。该材料是石墨烯的衍生物，具有六碳环结构。附着在结构上的活性组有助于与其他物质的相互作用。即使在温和的加热条件下，它也会反应不成比例。即使在室温下，它也会反应并开始分解约50^oC。

（a）XRD，（b）FTIR和（c）5天后制备的石墨烯氧化石墨烯曲线（GO;黑色）和氧化石墨烯陈化了2年（GO-A; RED）。图片来源：李。C等人，皇家学会开放科学亚博老虎机网登录

石墨烯氧化石墨烯的主要用途之一是制备能量材料和能量复合材料，这些复合材料通常用于烟火和弹药中，可以长时间存储。亚博网站下载氧化石墨烯的大型表面积促进了其与其他功能材料的结合，以制造复合材料，以及存在羟基和羧基等活性基团。亚博网站下载

近年来，关于使用氧化石墨烯的制造能量材料和复合能量材料的研究。亚博网站下载然而，由于其大型表面积引起的挑战，该材料的热不稳定性以及氧化石墨烯吸收水分的趋势。氧化石墨烯的特性可能会随着时间而变化，对能量材料的长期存储及其性能提出了进一步的挑战。亚博网站下载

5天后制备的氧化石墨烯的AFM图像（GO）和氧化石墨烯老化了2年（GO-A）。氧化石墨烯的地形：（a）GO和（c）GO-A。石墨烯氧化石墨烯的间距：（b）GO和（d）GO-A。图片来源：李。C等人，皇家学会开放科学亚博老虎机网登录

研究衰老对石墨烯氧化石墨烯的影响

因此，最近的研究试图阐明有关衰老对氧化石墨烯热分解和结构特性的影响的信息。Iakunkov等人的一项研究。在水，空气和工业酒精等培养基中，氧化石墨烯的肿胀特性检查了。Yin等。报告的衰老略微降低了分解的初始温度，但分解焓没有显着影响。

Zhou＆Bongiorno研究了衰老对基于氧化石墨烯的动态，化学和结构稳定性的影响。尽管这些研究检查了衰老的各种影响，但该研究的作者发表了皇家学会的网站指出，没有关于对石墨烯氧化石墨烯的热分解和结构的长期衰老影响的报道。

尽管长期衰老是一个乏味的过程，但该方法可以提供相关信息，以更准确地反映现实世界中氧化石墨烯的使用。该研究发表了皇家学会的网站专注于这一研究的观点。

在研究中制备的石墨烯氧化物在具有恒定湿度和温度的盒子中储存2年。保持湿度在20-70％之间，温度保持在25^oC.将2岁制备的氧化石墨烯与新制备的氧化石墨烯进行比较，以阐明长期衰老的作用。亚博网站下载材料的特征是分析技术，例如X射线衍射。

证明长期老化的氧化石墨烯结构已经发生了多次变化，包括降低了由吸附水的解吸和含氧基团的一部分引起的层间距。另外，在2年级样品中，峰强度和衍射峰宽度大大增加。其他分析结果表明CH₂和ch₃随着时间的流逝而退化。

实验观察结果表明，石墨烯氧化物的下部分解温度在暴露于高温时限制了其应用（约为195左右）^oC，剧烈分解的材料）要求储存远离温度。暴露于水分会减少石墨烯氧化物的活化能。此外，当在室温下延长延长时，氧化石墨烯的结构会发生缓慢的变化，从而导致化学和物理性质的变化。

此外，研究发现光可以影响氧化石墨烯的分解。该研究的结果表明，需要在干燥，黑暗和低温条件下正确存储氧化石墨烯。这将确保产品在长期存储和使用过程中保持稳定。

5天后制备的（A）氧化石墨烯的气态产物的红外吸收光谱（GO）和（B）氧化石墨烯陈化了2年（GO-A）。图片来源：李。C等人，皇家学会开放科学亚博老虎机网登录

未来

作为氧化石墨烯的年龄，发生了几种变化，影响其稳定性以及物理和化学性质。虽然已经进行了大量有关衰老因素的研究，但到目前为止，关于长期衰老及其对材料的影响的文献缺乏文献。该研究发表了皇家学会已经证明了扩展存储对氧化石墨烯的影响，这将为将来的研究提供知识库。

作者得出的结论是，超过一定的时间限制，衰老的负面影响可能会干扰材料满足用户需求的能力。通过在现实世界中测试材料，作者为该领域提供了重要信息。

进一步阅读

李。C等。（2021）长期衰老对石墨烯氧化石墨烯的影响：结构和热分解[在线的]皇家学会开放科学亚博老虎机网登录|royalsocietypublishing.org。可用网址：https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsos.202309

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