Mit Graphenoxid beschichtete Mikrobläschen in einer ionischen Flüssigkeit auf Imidazolium-Basis?


Graphen

In dieser Studie wird die Machbarkeit der Beschichtung von Mikroblasen mit Graphenoxid (GO) vorgestellt, einem transpirierenden Material, das inzwischen sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der technologischen Entwicklung intensiv erforscht wird.

Mechanismus der Mikrobläschen-GO-Anhaftung

In dieser Studie wurde eine ionische Flüssigkeit (IL) aus Imidazoliumchlorid, nämlich 1-Dodecyl-3-methylimidazoliumchlorid ([C 12mim]Cl) in verschiedenen Konzentrationen von 100 ppm bis 8000 ppm als bindendes Tensid zur Verbindung von Mikrobläschen und GO verwendet. Der Mechanismus der Bindung zwischen Mikrobläschen und GO, der in dieser Studie untersucht wurde, umfasst die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen Mikrobläschen und GO, die hydrophobe Anziehung zwischen Mikrobläschen und GO, den Kontaktwinkel zwischen Mikrobläschen und GO sowie die freie Gibbs-Energie eines Mikrobläschen-GO-Systems.

Die Ergebnisse zeigten, dass die optimale Mikroblasen-GO-Anhaftung (höchster Kontaktwinkel und negativste freie Gibbs-Energie) bei 350 ppm [C 12 mim]Cl auftrat, bei dem GO einen isoelektrischen Punkt (IEP - Zetapotenzial .)(ZP) von GO ist 0 mV) erreichte. Da GO am IEP ein Maximum an Hydrophobie erreichte, wurde der Schluss gezogen, dass die Bindung zwischen Mikrobläschen und GO durch hydrophobe Anziehung mit unbedeutenden elektrostatischen Wechselwirkungen dominiert wird.

 

Die qualitative Analyse bestätigte auch die erfolgreiche Anlagerung und Produktion der GO-beschichteten Mikrobläschen in 350 ppm[C 12 mim]Cl. Darüber hinaus wurde ein einzelnes Mikrobläschen in 100 ppm[C 12 mim]Cl, wo maximale elektrostatische Anziehungskräfte zwischen Mikrobläschen und GO zu erwarten sind, ebenfalls qualitativ analysiert. Hier war die Bindung von GO an die Mikrobläschen nicht signifikant zu beobachten, was die Dominanz der hydrophoben Anziehungskraft weiter belegt.

Außerdem wurde die Menge an GO, die an ein Mikrobläschen in 350 ppm[C 12mim]Cl gebunden war, erfolgreich mit der UV-Vis-Methode quantifiziert, wobei GO einen Absorptionspeak bei 233 nm aufwies. Die Ergebnisse dieser Studie belegen die Bedeutung der hydrophoben Anziehungskraft für die Bindung von Mikrobläschen an Teilchen, insbesondere für die Bindung von Mikrobläschen an GO, und die erfolgreiche Synthese von GO-beschichteten Mikrobläschen für verschiedene Anwendungen.