பலபடி அமைப்பு கிராஃபீன் அடிப்படையிலான கலவைகள்
கிராஃபீன் (GR), ஒரு அறுகோண நிரம்பிய லட்டு அமைப்புடன் கூடிய ஒற்றை அடுக்கு கார்பன் தாள், ஒளி உறிஞ்சுதல், எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற இயக்கவியல் மற்றும் மேற்பரப்பு எதிர்வினைகளை மேம்படுத்துவதில் அதன் பண்புகள் காரணமாக செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையில் கவர்ச்சிகரமான திறனைக் காட்டுகிறது. பலபடி அமைப்பு GR-அடிப்படையிலான குறைக்கடத்திகள், உலோகங்கள் மற்றும் ஆர்கானிக்ஸ் ஆகியவை ஒளிச்சேர்க்கை ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி, சுற்றுச்சூழல் சுத்திகரிப்பு, CO2 குறைப்பு மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கரிம தொகுப்புகளில் உலகளாவிய ஆற்றல் பற்றாக்குறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நெருக்கடியின் சிக்கல்களுக்கு சாத்தியமான மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க மூலோபாயத்தை வழங்க பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 2D பிளாட் அமைப்பு, உயர் தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட பரப்பளவு, சிறந்த ஒளியியல் பரிமாற்றம், சிறந்த எலக்ட்ரான் கடத்துத்திறன் மற்றும் நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மை உள்ளிட்ட சிறந்த GR-இன் கவர்ச்சிகரமான அம்சங்கள், செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையின் சூரிய ஆற்றலின் மாற்றத் திறனை மேம்படுத்துவதற்கு GR ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய இணை வினையூக்கியாகக் கருதப்படுகிறது. தவிர, சில குறிப்பிட்ட ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளில், GR-ஆனது ஒளிமின்னணுக்களை தானாகவே உருவாக்க மேக்ரோமாலிகுலர் ஒளிச்சேர்க்கை காரணியாக செயல்பட முடியும்.
GR-அடிப்படையிலான கலப்புப் பொருட்களின் உருவவியல், அளவு, குறைபாடு கட்டமைப்புகள் மற்றும் மேற்பரப்பு/இடைமுகம் ஆகியவற்றை வடிவமைப்பதில் பொருத்தமான தொகுப்பு முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. எனவே, ஹைட்ரோ-தெர்மல்/சல்வோதெர்மல் முறை, எரிப்பு சிகிச்சை, குறைந்த-வெப்பநிலை எண்ணெய் குளியல் முறை, சோல்-ஜெல் அணுகுமுறை, அல்ட்ராசோனிகேஷன்-அசிஸ்டட் டெபோசிஷன், மைக்ரோவேவ்-உதவி தொகுப்பு, புகைப்பட-உதவி குறைப்பு போன்ற தொகுப்பு முறைகளை ஆராய்வதற்கும் மேம்படுத்துவதற்கும் பெரும் முயற்சிகள் அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளன. விரும்பத்தக்க கட்டிடக்கலையுடன் கூடிய உயர் திறன் கொண்ட GR- அடிப்படையிலான கலவைகளை உருவாக்க மின்வேதியியல் படிவு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சமீபத்தில், சீனாவின் ஃபுஜோ பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் யி-ஜுன் சூ தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு, பல படி அமைப்பு GR-அடிப்படையிலான கலப்பு ஒளிக்கதிர்களின் தேர்வுமுறை உத்திகள் மற்றும் தொகுப்புகளை விமர்சன ரீதியாக மேலோட்டமாக ஆராய்ந்தது. GR-இன் குறைபாடுகளைக் குறைத்தல், ஊக்கமருந்து, GR-இன் பரிமாணத்தை அதிகரித்தல், இரட்டை அல்லது பல-இணை வினையூக்கி அமைப்புகளை உருவாக்குதல், GR மற்றும் ஒளிக்கதிர் பொருட்களுக்கு இடையேயான இடைமுகத்தை மேம்படுத்துதல் மற்றும் கட்டமைப்பை மேம்படுத்துதல் உள்ளிட்ட கிராஃபீன் அடிப்படையிலான கலவைகளின் தேர்வுமுறை உத்திகள் முக்கியமாக விவாதிக்கப்படுகின்றன. பின்னர், ஒளிக்கதிர் பயன்பாடுகளுக்கான GR-அடிப்படையிலான கலவைகளின் தொகுப்பு ஒரு புதிய கண்ணோட்டத்தில் விவாதிக்கப்படுகிறது. இது ஒளிச்சேர்க்கையில் அவற்றின் பங்கை அடிப்படையாகக் கொண்டது, ஒளிமின்னணுக்களை ஏற்பிகளாகப் பயன்படுத்துதல், உறிஞ்சுதல் திறன்களை மேம்படுத்துதல், ஒளி உறிஞ்சுதல் வரம்புகள் மற்றும் செறிவு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. அதற்கு அப்பால், சூரிய ஆற்றல் மாற்றும் திறனை மேம்படுத்துவதற்கான GR-அடிப்படையிலான கலப்பு பொருட்களின் சவால்கள் மற்றும் சாத்தியமான பரிணாம வளர்ச்சி பற்றிய ஒரு சிறிய கண்ணோட்டம் வழங்கப்படுகிறது. ஆய்வானது Chinese Journal of Catalysis இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
References:
- Li, Y. H., Tang, Z. R., & Xu, Y. J. (2022). Multifunctional graphene-based composite photocatalysts oriented by multifaced roles of graphene in photocatalysis. Chinese Journal of Catalysis, 43(3), 708-730.
- Tu, W., Zhou, Y., & Zou, Z. (2013). Versatile graphene‐promoting photocatalytic performance of semiconductors: basic principles, synthesis, solar energy conversion, and environmental applications. Advanced Functional Materials, 23(40), 4996-5008.
- Zhang, N., Yang, M. Q., Liu, S., Sun, Y., & Xu, Y. J. (2015). Waltzing with the versatile platform of graphene to synthesize composite photocatalysts. Chemical reviews, 115(18), 10307-10377.
- Li, X., Shen, R., Ma, S., Chen, X., & Xie, J. (2018). Graphene-based heterojunction photocatalysts. Applied Surface Science, 430, 53-107.
- Zhang, S., Li, B., Wang, X., Zhao, G., Hu, B., Lu, Z., & Wang, X. (2020). Recent developments of two-dimensional graphene-based composites in visible-light photocatalysis for eliminating persistent organic pollutants from wastewater. Chemical Engineering Journal, 390, 124642.