Origen del oxígeno en el óxido de grafeno revelado por el etiquetado isotópico

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química

Sus antecedentes:

• El óxido de grafeno (GO) se sintetiza a través de la oxidación química húmeda del grafito.
• El mecanismo de reacción preciso y la fuente de oxígeno para los grupos funcionales de GO siguen siendo objeto de debate.
• Las fuentes potenciales de oxígeno incluyen el oxidante, el agua o el ácido sulfúrico.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo de reacción de la síntesis de GO.
• Determinar el origen de los átomos de oxígeno en los grupos funcionales GO.
• Para explorar el papel del ácido sulfúrico en el proceso de oxidación.

Principales métodos:

• Se utilizaron reactivos etiquetados con 18O y 17O para el trazado isotópico.
• Se realizó una espectroscopia de RMN de giro de ángulo mágico (MAS) de estado sólido 170.
• Analizó la incorporación de oxígeno etiquetado en grupos funcionales de GO.

Principales resultados:

• El ácido sulfúrico actúa como medio de dispersión, agente deshidratante, intercalante y fuente significativa de oxígeno.
• Los óxidos de manganeso también contribuyen como fuente de oxígeno.
• Se excluyó el agua como reactivo directo en el proceso de oxigenación.

Conclusiones:

• Estableció las perspectivas mecanicistas en la formación de GO.
• Ácido sulfúrico y óxidos de manganeso identificados como fuentes primarias de oxígeno.
• Los hallazgos allanan el camino para la síntesis de nuevos derivados de grafeno.