Graphene-poly(vinyl alcohol) composites: fabrication, adsorption and electrochemical properties.

Wang, N., Chang, P.R., Zheng, P., et Ma, X. (2014). « Graphene-poly(vinyl alcohol) composites: fabrication, adsorption and electrochemical properties. », Applied Surface Science, 314, p. 815-821. doi : 10.1016/j.apsusc.2014.07.075  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons fabriqué des composites poreux d’oxyde de graphène-alcool polyvinylique (OG-APV) à l’aide d’un procédé de congélation de la suspension aqueuse précurseur, d’échange de solvants et de séchage à l’éthanol. Une fois congelés, des cristaux de glace se sont formés laissant une structure poreuse composée de feuilles d’oxyde de graphène orientées aléatoirement et consolidées par l’alcool polyvinylique. Le composite OG-APV jaune a pu être réduit avec du glucose pour donner un oxyde de graphène réduit poreux (OGRP) de couleur noire. La diffraction des rayons X a montré que l’acide polyvinylique avait accru l’espacement entre les couches d’oxyde de graphène dans le composite et que les feuilles d’oxyde de graphène réduit étaient fortement désorganisées en couches simples ou multiples dans l’OGRP. Le composite OG-APV et l’OGRP ont des masses volumiques ultrabasses, respectivement 10,52 et de 11,42 mg/cm3. De plus grandes quantités d’eau, d’éthanol et d’huile de soja sont adsorbées sur l’OG-APV que sur l’OGRP. Nous avons également étudié les patrons d’adsorption du bleu de méthylène par les deux substances. Les données pour l’adsorption cinétique et l’isotherme suivent respectivement les modèles de pseudo ordre deux et l’équation de Langmuir. Selon le modèle de l’isotherme de Langmuir, la capacité maximale d’adsorption pour l’OG-APV est de 571,4 mg/g. Nous avons estimé les propriétés électrochimiques de l’OGRP par voltampérométrie cyclique, spectrométrie de l’impédance électrochimique et chronopotentiométrie. L’électrode d’OGRP a montré une forte capacitance (82,8 F/g) et une petite résistance interne (0,52 Ω).

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