Оксид графита: особенности исследования материала физическими методами
Н.В. Алемасова1, Д.И. Бугорская1, В.В. Бурховецкий2, Г.К. Волкова2, В.А. Глазунова2, М.Ю. Зеленский1, М.В. Савоськин1
1 ФГБНУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
2 ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.008
Оригинальная статья
Аннотация: Показано, что предварительная подготовка образцов влияет на структуру и свойства оксида графита и частично восстановленного оксида графита при их исследовании физическими методами. Способ высушивания оксида графита как последний этап синтеза определяет его морфологию и структурные свойства. При высушивании методом сублимации фиксируется состояние оксида графита в водной суспензии до начала процесса самоупорядочивания его листов, данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о его рентгеноаморфном состоянии, внешний вид высушенного оксида графита – светло-желтый порошок. Высушивание водных суспензий оксида графита при температурах выше комнатной сопровождается упорядочиванием структуры оксида графита под действием сил поверхностного натяжения и Ван-дер-Ваальса с формированием темно-коричневой пленки. Методами сканирующей и просвечивающей микроскопии показано, что способ отделения частично восстановленного оксида графита от стеклянных подложек, на которых производится высушивание продукта, может приводить к получению смятых или рулонообразных структур. При исследовании оксида графита методом просвечивающей электронной микроскопии даже непродолжительное воздействие ультразвука, используемое при традиционном способе нанесения материала на медную сетку перед исследованием, приводит к сминанию и частичному скручиванию краев наночастиц оксида графита. Механическое измельчение оксида графита приводит к разупорядочиванию структуры оксида графита и к увеличению межплоскостного расстояния.
Ключевые слова: оксид графита, структура, морфология поверхности, сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ
- Алемасова Наталья Витальевна – к.х.н., старший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт физико- органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
- Бугорская Дарья Игоревна – младший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
- Бурховецкий Валерий Викторович – научный сотрудник, ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
- Волкова Галина Кузьминична – научный сотрудник, ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
- Глазунова Валентина Александровна – научный сотрудник, ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
- Зеленский Михаил Юрьевич – инженер, ФГБНУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
- Савоськин Михаил Витальевич – к.х.н., старший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
Ссылка на статью:
Алемасова, Н.В. Оксид графита: особенности исследования материала физическими методами / Н.В. Алемасова, Д.И. Бугорская, В.В. Бурховецкий, Г.К. Волкова, В.А. Глазунова, М.Ю. Зеленский, М.В. Савоськин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 8-16. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.008.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Jiříčková, A. Synthesis and applications of graphene oxide: rewiev / A. Jiříčková, O. Jankovský, Z. Sofer, D. Sedmidubský // Materials. – 2022. – V. 15. – I. 3. – P. 920-941. DOI: 10.3390/ma15030920.
2. ГОСТ ISO/TS 80004-3-2014. Нанотехнологии. Часть 3. Нанообъекты углеродные. Термины и определения; введ. 01.01.2016. – М.: Стандартинформ, 2015. – V, 9 с.
3. ПНСТ 500-2020/ISO/TS 80004-13:2017. Нанотехнологии. Часть 13. Графен и двухмерные (2D) материалы на его основе. Термины и определения; введ. 01.01.2021. – М.: Стандартинформ, 2017. – V, 25 с.
4. ГОСТ ISO/TS 80004-6-2016. Нанотехнологии. Часть 6. Характеристики нанообъектов и методы их определения. Термины и определения; введ. 01.07.2017. – М.: Стандартинформ, 2016. – VI, 28 с.
5. ГОСТ 34684-2020. Наноматериалы. Нанотрубки углеродные одностенные. Технические требования и методы испытаний; введ. 01.09.2021. – М.: Стандартинформ, 2021. – III, 11 с.
6. Алемасова, Н.В. Влияние ультразвукa на структуру восстановленного тиомочевиной оксида графита / Н.В. Алемасова, С.Р. Сухова, В.В. Кравченко и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 765-774. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.765.
7. Papaianina, O.S. Graphite oxide – stages of formation and a new view on its structure / O.S. Papaianina, M.V. Savoskin, A.N. Vdovichenko et al. // Theoretical and Experimental Chemistry. – 2013. – V. 49. – I. 2. – P. 88-95. DOI: 10.1002/abio.370040210.
8. Bannov, A.G. Role of exposure time in graphite oxide synthesis / A.G. Bannov, O.V. Nikityonok, M.V. Popov, E.A. Maksimovskii // Materials Today: Proceedings. – 2020. – V. 31. – I. 3. – P. 499-501. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.05.777.
9. Kigozi, M. Synthesis and characterization of graphene oxide from locally mined graphite flakes and its supercapacitor applications / M. Kigozi, R.K. Koech, O. Kingsley et al. // Results in Materials. – 2020. – V. 7. – Art. № 100113. – 12 p. DOI: 10.1016/j.rinma.2020.100113.
10. Vo, T.K. Facile synthesis of graphite oxide/MIL-101(Cr) hybrid composites for enhanced adsorption performance towards industrial toxic dyes / T.K. Vo, T.P. Trinh, V.C. Nguyen, J. Kim // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2021. – V. 95. – P. 224-234. DOI: 10.1016/j.jiec.2020.12.023.
11. Kim, D.W. Preparation of a graphene oxide/faujasite composite adsorbent / D.W. Kim, H. Han, H. Kim et al. // Microporous and Mesoporous Materials. – 2018. – V. 268. – P. 243-250. DOI: 10.1016/j.micromeso.2018.04.034.
12. Gurzęda, B. Synthesis of graphite oxide by electrochemical oxidation in aqueous perchloric acid / B. Gurzęda, P. Florczak, M. Kempiński et al. // Carbon. – 2016. – V. 100. – P. 540-545. DOI: 10.1016/J.CARBON.2016.01.044.