دانلود رایگان ترجمه مقاله آمینو پلی اتیلن گلیکول عاملدار گرافن و حلالیت آن در آب – ۲۰۱۰

logo-4

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

گرافن عامل دار شده با پلی اتیلن گلیکول با آمین انتهایی و حلالیت آن در آب

عنوان انگلیسی مقاله:

Amino Terminated Polyethylene Glycol Functionalized Graphene and Its Water Solubility

 
 
 
 
 

 

مشخصات مقاله انگلیسی (PDF)
سال انتشار ۲۰۱۰
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۶ صفحه با فرمت pdf
رشته های مرتبط با این مقاله شیمی
گرایش های مرتبط با این مقاله شیمی کاربردی و شیمی آلی
چاپ شده در مجله (ژورنال) انجمن تحقیقات مواد – Materials Research Society
ارائه شده از دانشگاه شیمی و بیوشیمی، دانشگاه ایالت Montclair، ایالات متحده آمریکا
رفرنس دارد 
کد محصول F1028

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله (Word)
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۷ صفحه با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر ترجمه شده است ✓ 
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه نشده است  
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است  
منابع داخل متن به صورت عدد درج شده است  
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 

 

فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
جزییات آزمایش
نتایج و بحث
نتیجه گیری
 
 

 

بخشی از ترجمه
 چکیده
یک فرایند اصلاح شیمیایی برای عامل دار کردن گرافن با گروه‌های خاص توسعه یافت. گرافن اکسید (GO) به طور موفق با تیونییل برومید که می‌تواند به عنوان پیش ماده و پیش سازهایی برای عامل دار کردن بیشتر استفاده شود عامل دار شد. مولکول‌های پلی اتیلین گلیکول با آمین انتهایی (PEG-NH2) به ورقه‌های گرافن تک لایه‌ای از طریق پیوند کوالان متصل شدند. فنون طیف سنجی FT-IR, SEM و فرابنفش- مرئی برای تعیین مخصات گرافن اکسید اصلاح شده با PEG و گرافن اکسید کاهش یافته اصلاح شده با PEG(PEG-RG) استفاده شدند. PEG-RG قادر به پراکندگی در آب، تتراهیدروفوران و اتیلن گلیکول با ورقه‌های گرافن تک لایه‌ای و انفرادی می‌باشد. رفتار پراکندگی PEG-RG در حلال مورد بررسی قرار گرفته است. یک سری از محلول‌های PEG-RG با غلظت‌های ۰٫۰۰۱ تا ۱٫۵ درصد آماده شده و پراکندگی PEG-RG پایداری بلند مدت را نشان داد. به علاوه، یک فیلم PEG-RG با ساختار لایه‌ای و رسانایی بالا به طور موفق از طریق فیلتراسیون تهیه شد.
مقدمه
گرافن دارای ویژگی‌های منحصر به فرد متعددی از جمله استحکام مکانیکی برتر، چگالی پایین و رسانش حرارتی بالا می‌باشد (۱-۲). بسیاری از کاربردهای بالقوه گرافن بر اساس ویژگی‌های الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد آن‌ها می‌باشد. اکسید گرافن (GO) حلال در آ بوده و دارای رسانایی پایین می‌باشد و اکسید گرافن کاهش یافته دارای رسانایی خوب با انحلال پذیری ضعیف در آبب است. به طورکلی حلالیت GO در محلول به دلیل گروه‌های آب دوست و غنی از اکسیژن نظیر گروه‌های هیدروکسیل، اپوکسید وکربونیل است. در فرایند احیاء (کاهش)، بیشتر گروه‌های حاوی اکسیژن، هیدروکسیل، اپوکسید وکربونیل به طور کامل خارج شده و go به گرافن کانژوگه غنی تبدیل می‌شود. احیای کونژوگاسیون در ورقه گرافن قادر به بازیابی رسانش گرافن می‌باشد با این حال انحلال پذیری وحلالیت گرافن را کاهش می‌دهد. RG باسایر مواد نظیر ماتریکس‌های پلیمری سازگار نبوده و موجب محدود شدن کاربرد آن‌ها می‌شود. برای حل این مسائل، چندین روش به اصلاح خواص سطحی RG و بهبود سازگاری آن با ماتریکس‌ها و انحلال پذیری در حلال‌های آلیو محلول (۳-۴) کمک می‌کند (۳-۴). فنون بالقوه شامل مولکول‌های عاملی‌ای که به طور فیزیکی جذب ورقه‌های گرافنی می‌شوند، گروه‌های عاملی متصل شده به سطح گرافن با پیوند کوالان شیمیایی می‌باشند (۵-۶). تاکنون، پراکندگی RG در حلال‌های محلول از طریق مولکول‌های عامل دار شده با گروه‌های محلول که به طور فیزیکی به ورقه‌های RG با مولکول‌ها وپلیمر های مختلف متصل می‌شوند صورت گرفته است. رفتار پراکندگی اکسید گرافن هنوز تا حد زیادی مجهول باقی مانده است.
در این گزارش، ما یک پروتوکل جدید را برای عامل دار کردن RG با پلی اتیلن گلیکول با انتهای آمینی (PEG-NH2) پیشنهاد می‌کنیم. جزییات فرایند به طور دقیق در شکل ۱ نشان داده شده است. مولکول‌های پلی اتیلن گلیکول به ورقه‌های گرافنی تک لایه‌ای از طریق پیوند کوالان متصل می‌شوند. PEG-RG تهیه شده می‌تواند به ورقه‌های گرافنی مجزا در آب پراکنده شود و یک سوسپانسیون با پایداری بلند مدت را تشکیل می‌دهد. یک سری از محلول‌های PEG-RG با غلظت‌های متغیر از ۰٫۰۰۱ تا ۱٫۵ درصد تهیه شدند. به علاوه، یک فیلم PEG-RG با ساختار لایه‌ای و رسانش بالا به طور موفق تولید شده است.
جزییات آزمایش
دو نوع پلی اتیلین گلیکول آمینی، O-(2-امینواتیل) پلی اتیلین گلیکول (۱۰۰۰-۵۰۰۰ MW) از شرکت الدریخ خریداری شده و نوع دیگر O-(2-امینواتیل) پلی اتیلن گلیکول (MW: 3,000) از فلانکا خریداری شد. معرف‌ها و حلال‌های زیر بدون تخلیص بیشتر استفاده شدند: هیدرازین، تیونیل برمید و تری اتیلیمینو (Aldrich)، سولفوریکیک، کلرید هیدروژن، هیدروکسید سدیم، اتانول، متانول (فیشر). اکسید گرافن و اکسید گرافین کاهش یافته با استفاده از روش هومرز تهیه شد (۵-۷).
فرایند پیوند PEG-NH2 به سطح گرافن، در شکل ۱ نشان داده شده است. معمولاً، گرافن ۰٫۱ گرمی در ۵۰ میلی لیتر SOBr2 حل می شودو این محلول در دمای ۸۰ درجه به مدت ۲۴ ساعت تحت اتمسفر نیتروژن برای تولید GO-Br(گرافن CO-Br) رفلاکس شد. در پایان واکنش، SOBr2 مازاد و حلال با تقطیر و فیلتراسیون جدا شده و GO-Br با ۵ میلی لیتر تریتیلامینو، ۰٫۲ گرم PEG آمینه در ۵۰ میلی لیتر DMF ترکیب شد. سپس این ترکیب در دمای ۱۳۰ درجه به مدت ۳۶ ساعت رفلاکس شد. پس از پایان واکنش، محلول خنک شده و ۳۰۰ میلی لیتر DMF به محلول فوق افزوده شد. در نهایت محصول از طریق فیلتراسیون بر روی غشای پلی کربناتا (۰٫۲ میکرومتر) ایزوله شده و به طور کلی با آب DMS-DI شست و شو شد. PEG-NH2 مازاد از طریق پنج دور شست و شو حذف شد که شامل سوسپانسیون، سونیکاسیون، فیلتراسیون، خشک کردن و سوسپانسیون مجددجامد در آب بود. در نهایت PEG-GO در آون خلاء در دمای ۸۰ درجه به مدت ۱۲ ساعت خشک شدو سپس در ۵۰ میلی لیتر DI آب پراکنده شده و با هیدرازین مورد استفاده توسط گزارشات قبلی کاهش یافت. در فرایند کاهش (احیا)، رنگ محلول خنک‌تر از قهوه‌ای به تیره می‌گراید. محصول (REG-RG) از طریف فیلتراسیون و شست و شو با اتانول، آب و HCL بدست آمده و در آون برای استفاده آینده خشک شد.
طیف سنج‌های مادون قرمز تبدیل فوریه Nicolet 4700(ترموفیشر سایتفیک امریکا)، طیف سنج فتوالکترون اشعه ایکس (XPS، آنالیز سطحی PHI5600، الکترونیک فیزیکی)، هیتاچی S-3400N SEM و سیستم میکرو انالیز اشعه ایکس براکر X و طیف سنج فرابنفش-مادون قرمز (ترمو فیشر ساینتفیک، اولیوشن ۳۰۰) برای شناسایی تغییرات در ساختار شیمیایی و ریخت شناسی سطحی گرافن پس از هر مرحله تصفیه سطحی استفاده شد. برای تحلیل، FTIR(طیف پرکین المر امریکا) EDTA-RGO و EDTA-GO همراه با GO-RGO به طور مجزا با استفاده از پتاسیم برومید به پلت تبدیل شده و سپس از ۵۰۰ سانتی متر تا ۴۰۰۰ سانتی متر با بزرگ نمایی ۴ سانتی متر اسکن شد. رسانایی فیلم EDTA-RGO با پروب میکروپوزیشین مولتی هایت با واحد ازمایشی RM3-AR تست شد (فناوری بریج).
 

 

بخشی از مقاله انگلیسی

ABSTRACT

A chemical modification process was developed to functionalize graphene with specific groups. Graphene oxide (GO) was successfully functionalized with thionyl bromide which can be used as precursors for further functionalization. Amino terminated-polyethylene glycol (PEG-NH2) molecules were linked to single-layer graphene sheets through covalent bond. FT-IR, SEM and UV-vis spectroscopy techniques were used to characterize PEG modified graphene oxide and PEG modified reduced graphene oxide (PEG-RG). PEG-RG could disperse in water, tetrahydrofuran and ethylene glycol, with individual, single-layer graphene sheets spontaneously. The dispersion behavior of PEG-RG in an aqueous solvent has been investigated. A series of solutions of PEG-RG with concentrations of 0.001% to 1.5% were prepared and the PEG-RG dispersions exhibited long-term stability. In addition, a PEG-RG film with layered structure and high conductivity has been successfully prepared by filtration.

INTRODUCTION

Graphene has shown various unique properties, including superior mechanical strength and low density and high heat conductance [1, 2]. Many potential applications of graphene are based on its unique mechanical and electrical properties. Graphene oxide (GO) is water soluble with low conductivity and the reduced graphene oxide (RG) is a good conductivity with poor solubility in water. Generally, the solubility of GO in aqueous solution is because of its rich oxygen containing and hydrophilic groups, such as hydroxyl, epoxide and carbonyl groups. Upon a reduction process, most of the oxygen containing groups, hydroxyl, epoxide and carbonyl, will be totally removed and GO is converted to a rich -conjugation graphene. The restoration of conjugation in graphene sheet can recover the conductivity of graphene but will scarify the solubility of graphene. RG is not compatible with other materials, such as most polymer matrices and limits its applications. To solve these problems, several techniques have been developed to modify the surface properties of RG and enhance its compatibility with other matrices and the solubility in aqueous and organic solvents[3, 4]. Potential techniques include physically absorbed functional molecules onto graphene sheets, chemical covalent linked functional groups onto graphene surface [5, 6]. To date, the dispersion of RG in aqueous solvents has been accomplished via physically absorbed, aqueous soluble groups functionalized molecules on RG sheets with different molecules and polymers, but the presence of such stabilizers is not desirable for most applications. The dispersion behavior of as-prepared graphene oxide has remained largely unexplored. In this report, we propose a new protocol to functionalize RG with amino-terminated poly (ethylene glycol) (PEG-NH2). The detailed processes are illustrated in Figure 1. Polyethylene glycol molecules were linked to single-layer graphene sheets through covalent bonding. The asprepared PEG-RG can disperse into individual graphene sheets in water spontaneously, forming a suspension with long-term stability. A series of solutions of PEG-RG with concentrations of 0.001% to 1.5% were prepared. In addition, a PEG-RG film with layered structure and high conductivity has been successfully prepared.

EXPERIMENTAL DETAILES

Two types amino polyethylene glycols, O-(2-Aminoethyl) polyethylene glycol (MW~10000 and 5000) were purchased from Aldrich, and another type of O-(2-Aminoethyl) polyethylene glycol (MW: 3,000) from Fluka. The following reagents and solvents were used without further purification: hydrazine, thionyl bromide and triethylamino (Aldrich), sulfuric acid, hydrogen chloride, sodium hydroxide, ethanol, methanol (Fisher). Graphene oxide and reduced graphene oxide were prepared by using Hummers method [5, 7] . The process to link PEG-NH2 onto graphene surface is demonstrated in Figure 1. Typically, 0.1g graphene was dissolved into 50ml SOBr2, and this solution was refluxed at 80 C for 24 hours under nitrogen atmosphere to yield GO-Br (Graphene-CO-Br). At the end of the reaction, excess SOBr2 and solvent were removed by distillation and filtration, and GO-Br was mixed with 5ml of triethylamino, 0.2g of amino-PEG in 50ml DMF. The mixture was then refluxed at 130 C for 36 hours. After the reaction finished, the solution was cooled and 300ml DMF was added to the above solution. Finally, the product was isolated by filtration on a polycarbonate membrane (0.2m) and washed totally with DMS and DI water. The excess PEGNH2 were removed through five washing cycles, which included suspension, sonication, filtration, drying, and re-suspension of the solid in water. Finally, the PEG-GO were dried in a vacuum oven at 80 C for 12 hours and then dispersed into 50ml DI water and reduced with hydrazine utilized by previous reports. Upon the reduction process, the color of the solution converts from a brown to black color. The product (PEG-RG) was obtained by filtration and washing with ethanol, water and HCl sequentially and dried in an oven for future use. Nicolet 4700 Fourier transform infrared (FTIR) Spectrometers, (Thermo Fisher Scientific, USA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, Surface analysis PHI5600, Physical Electronics, Inc.), Hitachi S-3400N SEM and Bruker X-flash x-ray microanalysis system, and UV-Vis spectrometry (Thermo Fisher Scientific, Evolution 300) were used to characterize the changes in chemical structure and surface morphology of the graphene after each surface treatment step. For the FT-IR (Perkin Elmer Spectrum One, USA) analysis, EDTA-RGO and EDTA-GO, along with GO and RGO, were separately pressed into a pellet together with potassium bromide and then scanned from 500 cm-1 to 4000 cm-1 at a resolution of 4cm-1 . The conductivity of EDTA-RGO film was tested with a Multi Height Microposition Probe with RM3-AR test unit (Bridge Technology).

 

 

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

گرافن عامل دار شده با پلی اتیلن گلیکول با آمین انتهایی و حلالیت آن در آب

عنوان انگلیسی مقاله:

Amino Terminated Polyethylene Glycol Functionalized Graphene and Its Water Solubility

 
 
 
 
 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.