Синтез наноблоків терморозширеного графіту з гідрофільною поверхнею
Анотація
Запропоновано метод гідрофілізації теморозширеного графіту (ТРГ) шляхом його рідкофазної обробки в суміші сірчаної та азотної кислот. В результаті ТРГ набуває властивості повністю змочуватися водою і може бути суспендований в водному середовищі. Методом ІЧ-спектроскопії підтверджено зміну хімічного складу поверхні ТРГ внаслідок зазначеної обробки, а титрометричним методом Бьома кількісно оцінений склад основних типів поверхневих кисневмісних функціональних груп, загальна концентрація яких сягає 9,1 ммоль/г. Встановлено, що гідрофілізація призводить до суттєвого зменшення товщини графенових наноблоків з відповідним зниженням кількості графенових шарів з 102 до 15.
Посилання
Черныш И.Г., Карпов И.И., Приходько Г.П., Шай В.М. Физико-химические свойства графита и его соединений. – Киев: Наук. думка, 1990. – 200 с.
Radovic L.R. Chemistry and Physics of Carbon, V. 30 // New York: CRC Press, 2008. – 244 p.
Fukuda K., Kikuya K., lsono K., Yoshio M. Foliated natural graphite as the anode material for rechargeable lithium-ion cells // J. Power Sources. – 1997. – V. 69, N 1–2. – P. 165–168.
Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing and applications. Pierson H.O. // New Mexico: Noyes Publications. – 1993. – 402 р.
Chen G., Weng W., Wu D. et al. Preparation and characterization of graphite nanosheets from ultrasonic powdering technique // Carbon. – 2004. – V. 42, N 4. – P. 753-759.
Chen G., Wu D., Weng W., et al. Exfoliation of graphite flake and its nanocomposites // Carbon. – 2003. – V. 41, N 3. – P. 619–621.
Radovic L.R. Chemistry and Physics of Carbon, V. 29. – New York: Marcel Dekker, 2004. – 430 p.
Chen G., Wu D., Weng W., et al. Preparation of polystyrene/graphite nanosheet composite // Polymer. – 2003. – V. 44, N 6. – P. 1781–1784.
Ярошенко А.П., Попов А.Ф., Шапранов В.В. Технологические аспекты синтеза солей графита (обзор) // Журн. прикл. химии. – 1994. – Т. 67, № 2. – С. 204–211.
Ярошенко А.П., Савоськин М.В. Производство и применение новых материалов. Высококачественные вспучивающиеся соединения интеркалирования графита – новые подходы к химии и технологии // Журн. прикл. химии. – 1995. – Т. 68, № 8. – С. 1302–1306.
Kuan C.-F., Yen W.-H., Chen C.-H. et al. Synthesis, characterization, flame retardance and thermal properties of halogen-free expandable graphite/PMMA composites prepared rom sol–gel method // Polym. Degrad. Stab. – 2008. – V. 93, N 7. – P. 1357–1363.
Camino G., Duquesne S., Delobel R. et al. Mechanism of Expandable Graphite Fire Retardant Action in Polyurethanes / Nelson G.L., Wilkie C.A (eds.) Fires and polymers: materials and solutions for hazard prevention. – Washington, DC: ACS Publishers, 2001. – P. 90–109.
Мележик О.В., Пятковський М.Л., Янченко В.В. та ін. Інтеркальовані сполуки графіту. Особливості утворення та гідролізу // Хім. пром-сть України. – 2005. – Т. 71, № 6. – С. 7–16.
Yasmin A., Daniel I.M. Mechanical and thermal properties of graphite platelet/epoxy composites // Polymer. – 2004. – V. 45, N 24. – P. 8211–8219.
Vittori-Antisari M., Montone A., Jovic N., Piscopiello E. Low energy pure shear milling. A method for the preparation of graphite nano-sheets // Scr. Mater. – 2006. – V. 55, N 11. – P. 1047–1050.
Wang G., Shen X., Wang B., Yao J., Park J. Synthesis and characterisation of hydrophilic and organophilic graphene nanosheets // Carbon. – 2009. – V. 47, N. 5. – P. 1359–1364.
Pat. 20080025898 USA. Method of treating a material to achieve sufficient hydrophilicity for making hydrophilic articles // Resnick G., Allen G. M.,Vance Jr., Z. D. – Publ. 31.01.2008.
Zhong-liang H., Zhen-hua Ch., Jin-tong X., Guo-yun J. Properties of electric brushes made with Cu-coated graphite composites and with copper powders // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2007. – V. 17. – P. 1060–1064.
Mack G.L. The Determination of Contact Angles From Maesurements of the Dimentions of Small Bubbles and Drops. I. The Spheroidal Segment Method for Acute Angles // J. Phys. Chem. – 1936. – V. 40, N 2. – P. 159–167.
Boehm H.P. Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment // Carbon. – 2002. – V. 40. – Р. 145–149.
Goertzen S.L., Theriault K.D., Oickle A.M. et al. Standartization of the Boehm titration. Part I. CO2 expulsion and endpoint // Carbon. – 2010. – V.48. – P.1252-1261.
Fogden S., Verdejo R., Cottam B., Shaffer M. Purification of single walled carbon nanotubes: The problem with oxidation debris // Chemical Physics Letters – 2008. – V. 460. – P. 162–167.
Biniak S., Szymaňski G., Siedlewski J., Światkowski A. The characterization of activated carbons with oxign and nitrogen surface groups // Carbon. – 1997. – V. 35, N 12. – Р. 1799–1810.
Whitby R.L.D., Korobeinyk A., Glevatska K.V. Morphological changes and covalent reactivity assessment of single-layer graphene oxides under carboxylic group-targeted chemistry // Carbon. – 2011. – V. 49, N 2. – P. 722–725.
Szabó T., Szeri A, Dékány I. Composite graphitic nanolayers prepared by self-assembly between finely dispersed graphite oxide and a cationic polymer // Carbon. – 2005. – V. 43, N 1. – P. 87–94.
Nakajima T., Mabuchi A., Hagiwara R. A New Structure Model of Graphite Oxide // Carbon. – 1988. – V. 26, N 3. – P. 357–361.
Насєдкін. Д.Б., Бабіч І.В., Плюто Ю.В. Вивчення графенових наноблоків у терморозширеному графіті // Доп. Нац. академії наук України. – 2011. – № 10. – С. 119–124.
Cullity B.D. Element of X-Ray diffraction // Addison-Wesley Publishing Company Inc. – 1956. – 514 p.
Taylor A. On the measurement of particle size by the X-ray method // Philosophical Magazine Series Series 7. – 1941. – V. 31, N. 207. – P. 339–347.
The International Centre for Diffraction Data, PDF № 46-1045, SiO2, α-кварц.
