Síntesis y caracterización avanzada de óxido de grafeno reducido obtenido por métodos térmicos

F. G. REQUEJO; CECILIA DOS SANTOS CLARO; JOSE MARTIN RAMALLO LOPEZ; MONGE, N.; OTERO, M.; MORALES, G. M.; AVILA, JOSÉ; MARÍA CARMEN ASENSIO

La Falda, Córdoba

Encuentro; XII Encuentro "Superficies y Materiales Nanoestructurados"; 2012

El objetivo del presente trabajo es estudiar la deposición de películas de óxido de grafeno (GO) empleando la técnica de Langmuir-Blodgett (L-B) y reduciendo posteriormente estos arreglos a través de métodos tratamientos térmicos para obtener el óxido de grafito grafeno reducido (RGO). Seguidamente lLas estructuras obtenidas fueronson caracterizadas mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) con resolución espacial en la escala nanométrica, micro-Raman y microscopía por barrido de sondas (SPM). La combinación de la deposición por L-B, seguida de la reducción del óxido de grafitoGO presenta varias ventajas para la obtención de películas delgadas en gran escala. Por una parte, la técnica de L-B permite construir estructuras bidimensionales sobre distintos sustratos con alto control de su espesor y composición. Por otra parte, la reducción térmica de GO presenta la ventaja de ser un método “seco” que no requiere del uso de reactivos, económico, de posible adaptación a procesos de producción en serie y fácilmente escaleable. Las láminas de GO sintetizado mediante el método de Hummers y Offeman fueron depositadas sobre distintos sustratos empleando la técnica de L-B obteniendo arreglos bidimensionales extendidos. Las películas fueron analizadas en la línea ANTARES del Sincrotrón SOLEIL (Francia), adonde se estudió in-situ la evolución de las señales espectroscópicas durante un tratamientos térmicos en ultra alto vacío y otro en presencia de hidrógeno. Los datos de XPS muestran claramente que en ambos casos existe una disminución del contenido de oxígeno durante elos tratamientos. Del análisis de los espectros Raman se observa una clara disminución de la banda D (1620 cm-1) asociada a sitios defectuosos de la red (carbono hibridizado sp3). Finalmente, se estudió la estructura y el espesor de las láminas de GO previo y posterior al tratamiento (RGO) a través de SPM, encontrándose para una lámina de RGO un espesor de 0,370,05 nm, valor cercano al esperado para una única lámina de grafeno. El conjunto de datos experimentales demuestra que es posible depositar en forma controlada láminas de GO a través de la técnica de L-B y, además,que el proceso de reducción térmica aplicado resulta adecuado para producir RGO con un nivel bajo depocos defectos. Este método de síntesis resulta de interés ya que posibilita sintetizar mono- y multicapas de GO sobre una gran variedad de sustratos, permitiendo así la preparación de películas delgadas sobre sustratos conductores rígidos y flexibles.