Електрофізичні властивості полімерних композитів з оксидом графену

O. M. Lisova; S. M. Makhno; N. A. Gavrilyuk; G. P. Prikhodko; N. T. Kartel

O. M. Lisova Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
S. M. Makhno Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
N. A. Gavrilyuk Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
G. P. Prikhodko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
N. T. Kartel Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

Досліджено властивості полімерних композитів з вмістом оксиду графену до 15% (мас.), одержаного методом Хамерса і Офемана. Показано, що провідність вихідного оксиду графену визначена методом імпедансної спектроскопії зумовлена переважно електронною складовою, але присутня і іонна. Поведінка концентраційної залежності електропровідності на низьких частотах та дійсної і уявноії складових комплексної діелектричної проникності на частоті 9 ГГц композитів суттєво змінюється у концентраційному діапазоні 3–5%, що зумовлено наявністю порогу протікання при вмісті 4%.

Посилання

Liu W.-W., Chai S.-P., Mohamed A.R., Hashim U. Synthesis and characterization of graphene and carbon nanotubes: A review on the past and recent developments // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2014. – V. 20. – P. 1171–1185.

Zhao Y., Li X., Yan B. et al. Significant impact of 2D graphene nanosheets on large volume change tin-based anodes in lithium-ion batteries: A review // Journal of Power Sources. – 2015. – V. 274. – P. 869–884.

Roy E., Patra S., Kumar D. et al. Multifunctional magnetic reduced graphene oxide dendrites: Synthesis, characterization and their applications // Biosensor and Bioelectronics. – 2015. – V. 68. – P. 726–735.

Мележик А.В., Чуйко А.А. Холодное расширение графита – путь к новым технологиям // Хим. технология. – 1992. – № 2. – С. 3–11

Weiss N.O., Zhou H., Liao L. et al. Graphene: an emerging electronic material // Adv. Mater. – 2012. – V. 24, № 43. – P. 5782–5825.

Сорокин П.Б., Чернозатонский Л.А. Полупроводниковые наноструктуры на основе графена // Успехи физических наук. – 2013. – Т. 183, № 2. – С. 113–132.

Huang C., Li C., Shi G. Graphene based catalysts // Energy Environ. Sci. – 2012. – V. 5, № 10. – P. 8848 – 8868.

Liu Y., Dong X., Chen P. Biological and chemical sensors based on graphene materials // Chem. Soc. Rev. – 2012. – V. 41, № 6. – P. 2283–2307.

Sun Y., Wu Q., Shi G. Graphene based new energy materials // Energy Environ. Sci. – 2011. – V. 4, №4. – P. 1113–1132.

Zhu-Yin Sui, Bao-Hang Han. Effect of surface chemistry and textural properties on carbon dioxide uptake in hydrothermally reduced graphene oxide // Carbon.– 2015.– № 82. – P. 590 – 598.

Barroso-Bujans F., Alegrı´a A., Colmenero J. Kinetic study of the graphite oxide reduction: combined structural and gravimetric experiments under isothermal and nonisothermal conditions // J. Phys. Chem. C. – 2010. – V. 114. – P. 21645–21651.

Bagri1 A., Mattevi C., Acik M. et al. Structural evolution during the reduction of chemically derived graphene oxide // Nature chemistry. – 2010. – V. 2. – P. 581–587., DOI: 10.1038/NCHEM.686

Segal M. Selling graphene by the ton // Nat. Nanotechnol. – 2009. – V. 4, № 10. – P. 612–614.

Low F.W., Lain C.W., Hamid S.B.A. Easy preparation of ultrathin reduced graphene oxide sheets at a high stirring speed // Ceramics International. – 2015. – V. 41. – P. 5798–5806.

Nardecchia S., Carriazo D., Ferrer M.L. et al. Threedimensional macroporous architectures and aerogels built of carbon nano-tubes and/or graphene: synthesis and applications // Chem. Soc. Rev. – 2013. – V. 42. – P. 794–830.

Scida K., Stege P.W., Haby G. Et al. Recent applicationsof carbon-based nanomaterials in analytical chemistry: critical review // Anal.Chim. Acta. – 2011. – V. 691. – P. 6–17.

Sun P., Zhu M., Wang K. et al. Selective Ion Penetration of Graphene Oxide Membranes // ACS Nano. – 2012. – V. 7. – P. 428–437.

Mahmoud K.A., Mansoor B., Mansour A., Khraisheh M. Functional graphene nanosheets: The next generation membranes for water desalination // Desalination. – 2015. – V. 356. – P. 208–225.

Hummers W.S., Offeman R.E. Preparation of Graphitic Oxide // Journal of the American Chemical Society. – 1958. – V. 80, № 6. – P. 1339–1339.

Ганюк Л.М., Iгнатков В.Д., Махно С.М., Сорока П.М. Дослідження діелектричних властивостей волокнистого матеріалу // Український фізичний журнал.– 1995.– Т.40, № 6.– С. 627-629.

C. Ma, W. Liu, M. Shi, X. Lang, Y. Chu, Z. Chen, D. Zhao, W. Lin, C. Hardacre. Low loading platinum nanoparticles on reduced graphene оxide-supported tungsten carbide crystallites as a highly active electrocatalyst for methanol oxidation // Electrochimica Acta.– 2013.–V. 114.– P. 133 – 141.

C. Botas, P. Alvarez, P. Blanco, M. Granda, C. Blanco, R. Santamarıa, L.J. Romasanta, R. Verdejo, M.A. Lopez-Manchado, R. Menendez. Graphene materials with different structures prepared from the same graphite by the Hummers and Brodie methods // Cаrbon.– 2013.– V 65.– P. 156 – 164.

Qian-Li Zhang, Jie-Ning Zheng, Tian-Qi Xu, Ai-Jun Wang, Jie Wei, Jian-Rong Chen, Jiu-Ju Feng. Simple one-pot preparation of Pd-on-Cu nanocrystals supported on reduced graphene oxide for enhanced ethanol electrooxidation // Electrochimica Acta.– 2014. – V. 132. – P. 551 – 560.

Шевченко В.Г., Пономаренко А.Т. Процессы переноса в электропроводящих дисперсно-наполненных полимерных композитах // Успехи химии. –1983.– Т. LII, № 8.– С. 1336 – 1349.

M.K. Li, C.X. Gao, X. Zhang, W.T. Zheng, Z.D. Zhao, F.L. Meng. Electrical conductivity of calcined graphene oxide/diatomite composites with a segregated structure // Materials Letters. – 2015.– V. 141.– P. 125– 127.

Махно С.М. Вплив безконтактного диспергування вуглецевих нанотрубок на електрофізичні властивості композитів з поліхлортрифторетиленом // Хімія, фізика та технологія поверхні. –2015. – Т. 6, № 3.– С. 372– 379.