Sıvı fazda grafen üretiminde çalışma koşullarının grafen verimine etkisinin incelenmesi

Son yıllarda grafen ve grafen bazlı malzemeler nanoteknoloji alanında büyük ilgi çekmektedir. Ancak, grafenin yığın üretiminde basit ve uygun maliyetli yöntemlerin sınırlı olması, birçok teknolojik uygulamada yaygın kullanımını kısıtlamaktadır. Bu çalışmada, grafitin elektrokimyasal ayrıştırılması ile çok katmanlı grafen tabakaların üretimi için basit ve etkili bir yaklaşım ortaya konmuştur. Elektrolit çözelti tipi ve derişiminin elektrokimyasal eksfoliasyon ve sonikasyon ile yüksek verimde çok tabakalı grafen sentezi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elektrokimyasal eksfoliasyonda 0,05, 0,1, 0,5 ve 1 M olmak üzere dört farklı derişimde hazırlanan HCl, H2SO4 ve NaOH çözeltileri kullanılmış olup, 1M H2SO4 çözeltisi varlığında 0,011 mg/ml ile en yüksek grafen derişimine ulaşılmıştır. Karakterizasyon için parçacık boyut dağılımı, FT-IR, XRD, Raman, TEM, SEM ve TGA analizleri yapılmıştır. Elde edilen çok katmanlı grafen epoksi bazlı yaş boyaya farklı oranlarda karıştırılarak, grafenin kaplamada korozyon direncine olan etkileri ASTM B117 standartlarına göre değerlendirilmiştir. Sonuç olarak; sıvı fazda grafen eldesinde kısa süreli elektrokimyasal eksfoliasyon sonrasında uygulanan sonikasyon yöntemiyle uygun koşullarda çalışıldığında, göreceli olarak yüksek dönüşümde birkaç ya da çok katmanlı grafen elde edilebileceği belirlenmiştir.