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.
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
