Sintesi e caratterizzazione di multistrati di grafene ad alta conducibilità termica ed elettrica tramite tecniche GO-rGO.

Abstract

Il tirocinio, svolto presso il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Genova, ha riguardato la sintesi e caratterizzazione di multistrati di grafene (MLG) mediante il processo GO-rGO, a partire da dispersioni acquose di ossido di grafene (GO). L'obiettivo è stato produrre film sottili di MLG con elevate conducibilità elettrica e termica per applicazioni come dissipatori di calore e membrane per la separazione di gas. I film di GO sono stati depositati su filtri in nylon e successivamente ridotti con diverse strategie: vapori di acido iodidrico/acetico, trattamento termico a 700 °C, combinazione di entrambi, sodio boro idruro e acido ascorbico. I campioni sono stati caratterizzati tramite microscopia ottica ed SEM, XRD, FTIR e Raman. I risultati hanno dimostrato che la riduzione combinata chimico-termica è la più efficace, producendo film con struttura ordinata, ridotti difetti e rimozione quasi completa dei gruppi ossigenati. La riduzione con NaBH₄ è risultata incompleta, mentre l'acido ascorbico ha prodotto un materiale polverulento. Lo studio ha identificato una via di sintesi riproducibile per MLG di alta qualità, ponendo le basi per future ottimizzazioni e applicazioni industriali.

This internship, conducted at the Department of Chemistry and Industrial Chemistry of the University of Genoa, focused on the synthesis and characterization of graphene multilayers (MLG) via the GO-rGO process, starting from aqueous dispersions of graphene oxide (GO). The aim was to produce thin MLG films with high electrical and thermal conductivity for applications as heat dissipators and gas separation membranes. GO films were deposited on nylon filters and subsequently reduced using different strategies: hydriodic/acetic acid vapors, thermal treatment at 700 °C, a combination of both, sodium borohydride, and ascorbic acid. The samples were characterized by optical and SEM microscopy, XRD, FTIR, and Raman spectroscopy. The results demonstrated that the combined chemical-thermal reduction is the most effective, producing films with an ordered structure, reduced defects, and nearly complete removal of oxygen functional groups. Reduction with NaBH₄ proved incomplete, while ascorbic acid yielded a powdery material. This study identified a reproducible synthesis route for high-quality MLG, laying the foundations for future optimizations and industrial applications.