Investigation of morphology, electronic, and chemical structure of lignin-based graphene by XPEEM

Viktiga resultat som projektet gav

Huvudsyftet var att förstå morfologin, de elektroniska och kemiska strukturerna hos biobaserad grafentillverkad av ligninmed hjälp av mjuk röntgenfotoemissions-elektronmikroskopi (XPEEM) och lågenergi-elektronmikroskopi (LEEM) vid MAXPEEM strållinje, MAX IV. Vi strävade efter att identifiera strukturegenskaper kopplade till kritiska parametrar, t.ex. temperatur och ligninkälla, vilket kommer att hjälpa företaget att bredda sin applikationsmarknad.

Långsiktiga effekter som förväntas

Analystekniken tillåter detektering av grafenens rumsligt upplösta tomma orbitala strukturer, som är nära relaterad till den lokala kemiska strukturen. XPEEM-bilden kompletterar labbbaserad svepelektronmikroskopi och skanning Raman-spektromikroskopi med elementspecificerad kemisk känslighet, t.ex. riktad mot C respektive O, och hög rumslig upplösning. Resultaten gör det möjligt för företaget Bright Day Graphene att bättre förstå hur bearbetningsparametrarna modifierar den kemiska strukturen hos deras biobaserade grafenprodukter.

Upplägg och genomförande

Företaget Bright Day Graphene producerade ligninbaserat grafen med ligninprekursorn som producerades och förfinades av RISE. De biobaserade grafenproverna dispergerades i acetonlösningar, droppgjuts på Au-belagda kiselchips och analyserades vid MAXPEEM-strållinjen som hölls under ett ultrahögt vakuum. Genom att mäta C- och O K-kants röntgenabsorptionssignalen med rumslig upplösning kunde vi kartlägga fördelningen av kemiska tillstånd och korrelera den till bearbetningsförhållandena. Totalt hade sex prover framställda genom olika bearbetning karakteriserats.