Sıvı Faz Eksfolasyon Yöntemiyle Grafen – Karbon Nanotüp Hibrit Yapısının Oluşumu

Abstract

Bu çalışmada, Sıvı faz eksfolasyon yöntemiyle grafen üretimi hedeflenmiştir. Bunun için, Hegzagonal grafit tozları önce bir asit karışımı içerisinde karıştırılmıştır. Daha sonra, elde edilen toz, saf su ile yıkanıp kurutulmuştur. Kurutulmuş toz yüksek sıcaklıkta ısıl işleme tabi tutulmuştur. Son aşama olarak ise, organik bir solvent içerisinde karıştırılmıştır. Elde edilen nihai toz TEM (Geçirimli elektron mikroskobu) incelemesine tabi tutulmuştur. TEM incelemesi sonucunda yapıda grafenlerin oluştuğu gözlenmiştir. Bununla birlikte yapıda beklenmedik şekilde karbon nanotüplerin de oluştuğu gözlenmiştir. Deneylerin tekrarlanması sonucunda, karbon nanotüplerin oluşma sebebi anlaşılmıştır. İşlemler sırasında, asit karışımının yapıdan tam anlamıyla uzaklaştırılamaması sonucunda, termal işlem ile asitlerin parçalandığı ve yapıya bağlanan hidrojen ve oksijen atomlarının nanotüplerin oluşmasına sebep olduğu sonucuna varılmıştır. Yapıdan asitlerin tam anlamıyla uzaklaştırılması durumunda yapıda nanotüplere rastlanmadığı, yapıda sadece nano boyutlu grafen tabakalarının var olduğu görülmüştür.

In this study, production of graphene was aimed by liquid phase exfoliation. For this, firstly, hexagonal graphite powders were mixed with an acid mixture. Then, obtained powders were washed by pure water and were dried. The dried powders were subjected to heat treatment at high temperature. In the last stage, obtained powders were mixed with an organic solvent. After the last stage, powders were subjected TEM (Transmission Electron Microscope) investigation. After TEM investigation, it was seen that graphenes form in structure. However, it was seen that carbon nanotubes also form unexpectedly. In result of repeated experimentals, reason of carbon nanotubes formation was understood. During process, because acids cannot be completely removed in structures, it is deduced that acids decompose via thermal treatment and formed hydrogen and oxygen atoms provoke the formation of carbon nanotubes. When acids were completely removed from structure, formation carbon nanotubes weren’t observed and also it is seen that only graphene nano structures form.