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Nahezu vollständig intaktes und sauberes oxo‐funktionalisiertes Graphen – Synthese und elektronenstrahlinduzierte Reduktion

Abstract

Die Steuerung der chemischen Eigenschaften von Graphen ist ein wachsendes Forschungsfeld mit möglichen Anwendungen in den Material‐ und Biowissenschaften. Ziel ist eine Forschung jenseits von Graphenoxid, um den defektreichen Charakter von herkömmlichem Graphenoxid zu vermeiden. Hier wird die Optimierung der Synthese von oxo‐funktionalisiertem Graphen (oxo‐G) zur Herstellung hochwertiger einlagiger Flocken beschrieben. Die Identifizierung und Vermeidung unerwünschter Rückstände wird diskutiert. Das Produkt ermöglicht eine direkte Untersuchung mittels atomar auflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HR‐TEM). HR‐TEM liefert den Beleg für die außergewöhnliche Integrität des Kohlenstoffgerüsts der oxo‐G‐Flocken. Die ungleichmäßige nanoskalige Verteilung von Oxo‐Funktionen auf den hochreinen oxo‐G‐Flocken bestätigt theoretische Vorhersagen. Gezielte Elektronenbestrahlung führt zur definierten Defunktionalisierung des Materials, was einen neuen Weg zu sauberem Graphen ebnet. Diese Ergebnisse sind ein Durchbruch für die Ausführung örtlich begrenzter chemischer Reaktionen an Graphen.

Hochreines oxo‐funktionalisiertes Graphen wurde rational mithilfe von Polytetrafluorethylen‐Ausrüstung synthetisiert. Die strukturelle Integrität des zugrundeliegenden Kohlenstoffgerüsts wurde mit atomar auflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HR‐TEM) belegt (Bild: lichtmikroskopische und HR‐TEM‐Aufnahme). Die gezielte elektronenstrahlinduzierte Abspaltung angebundener funktioneller Gruppen ist eine Alternative zur chemischen Reduktion.

Autoren:   Benjamin Butz, Christian Dolle, Christian E. Halbig, Erdmann Spiecker, Siegfried Eigler
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2016
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201608377
Erscheinungsdatum:   16.11.2016
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