بررسی تجربی روش های شیمیایی ساخت گرافن بر پایه اکسید گرافیت و مقایسه خواص در استفاده به عنوان افزودنی در ساخت غشای نانوالیاف چند سازه ی الکتروریسی شده

گرافن به دلیل ویژگی های خاص خود، در بسیاری از کاربردهای مهم و حساس مانند ساخت غشا ء، جداسازی در فرایندهای شیمیایی، ساخت وسایل الکترونیکی ، داروهای زیستی و دارو رسانی و.... مورد توجه قرار گرفته است و روش های شیمیایی تولید گرافن به عنوان پرکاربردترین روش ها مطرح هستند. اکسید گرافیت، به عنوان پیش ماده ی مناسبی برای تولید گرافن و ترکیب های آن شناخته می شود و گرافن و گونه ی عامل دار شده ی آن، قابلیت استفاده به عنوان افزودنی جهت بهبود خواص ترکیب های چند سازه را دارند. تولید گرافن و گونه ی عامل دار شده ی آن بر پایه ی اکسید گرافیت، مسیری است که از چندین مرحله تشکیل شده است. در پژوهش حاضر، هر کدام از این مراحل که شامل اکسید کردن اولیه ی گرافیت، اکسید کردن اصلی، تورق لایه ها، کاهش و عامل دار کردن می باشند با چندین روش، مورد بررسی تجربی قرار گرفتند. در هر مرحله روشی مناسب با توجه به هدف آن مرحله انتخاب می شود تا در نهایت با در کنار هم قرار دادن این روش های منتخب از هر مرحله، مسیر مناسبی برای تولید گرافن و گرافن عامل دار شده، به دست آید و به عنوان افزودنی در محلول بسپار، جهت الکتروریسی و ساخت غشای نانوالیاف چند سازه ای، مورد استفاده قرار گیرد. روش های مورد استفاده در هر مرحله با تغییر و اصلاح هایی نیز همراه شد که آثار مثبتی دربر داشت. اکسید کردن اولیه ی گرافیت به روش منتخب آن مرحله، باعث افزایش فاصله ی بین لایه ها در حدود 0/17 درصد شد. در ادامه روش هامرز دو بار اصلاح شده و روش اصلاح شده ی توور که جز روش های اصلاح شده در این پژوهش بودند فاصله ی بین لایه ها را نسبت به اکسید گرافیت تولیدی روش های متداول، به ترتیب 1/65 و 3/5 درصد افزایش دادند درحالی که گازهای سمی no2 و n2o4 تولیدی روش هامرز را نداشتند. در ادامه اکسید گرافیت تولید شده به روش های اصلاح شده، با روش تورق و کاهش همزمان اکسید گرافیت تحت امواج فرا صوت، به گرافن و گرافن عامل دار شده، تبدیل شد و با روش مرسوم تورق و کاهش مجزا که با گرما دهی و همراه با استفاده از یک مبرد است، مقایسه شد. روش پیشنهادی در دمای اتاق و مدت زمان کمتری صورت می گیرد حال آنکه روش مرسوم نیاز به گرما دهی و زمان زیاد دارد. در ادامه گرافن عامل دار شده با اکتا دسیل آمین، به روش پیشنهادی تولید شد و پخش شوندگی بالاتری از دیگر ترکیب های حاصل در حلال آلی دی متیل استامید نشان داد. گرافن عامل دار شده به عنوان افزودنی با درصدهای وزنی مختلف (0، 0/2، 0/4 و 0/8) در محلول بسپار پلی ونیلیدن فلوراید هگزا فلوئورو پروپیلن در حلال دی متیل استامید و استون، مورد استفاده قرار گرفت. افزودن گرافن عامل دار شده، آب گریزی، درصد جداسازی، تخلخل، استحکام، اندازه ی میانگین حفره ها، اندازه ی میانگین قطر نانوالیاف و شار محصول به دست آمده از نمک زدایی در فرایند تقطیر غشایی را نسبت به حالت بدون افزودنی افزایش داد. 0/2 درصد وزنی افزودنی گرافن عامل دار شده، نسبت به سایر درصدها نتایج بهتری نشان داد که می تواند به دلیل توزیع مناسب تر در حلال باشد. در این درصد وزنی، شار محصول حاصل از نمک زدایی، نسبت به حالت بدون افزودنی 16/8 درصد افزایش داشت و درصد جداسازی را نیز 1/3 درصد بهبود بخشید. تحلیل های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نیروی اتمی، رامان، طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی و زوایه ی تماس در مجموعه ی بررسی ها ی صورت گرفته، مورد استفاده قرار گرفتند.