Исследование исходной растительной биомассы для объемного получения графеноподобных структур

Авторы

  • Н.Г. Приходько Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Алматинский Университет Энергетики и Связи им. Г.Даукеева, ул. Байтурсунова 126/1, Алматы, Казахстан
  • М.А. Елеуов Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан
  • К. Аскарулы Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Алматинский Университет Энергетики и Связи им. Г.Даукеева, ул. Байтурсунова 126/1, Алматы, Казахстан
  • А.Б. Толынбеков Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. Аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
  • А.Т. Таурбеков Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. Аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
  • Ә.Ә. Әбдiсаттар Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Satbayev University, ул. Сатпаева, 22а, Алматы, Казахстан
  • М.К. Атаманов Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. Аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc20(4)303-313

Ключевые слова:

отходы биомассы, пшеничная солома, пшеничные отруби, рисовая шелуха, графеноподобные структуры, карбонизация

Аннотация

Графен – привлекательный двумерный материал с превосходными механическими, электрическими и тепловыми свойствами. Массовое производство высококачественного графена в последние годы привлекает все больше внимания исследователей. В большинстве современных методах для синтеза графена используются очищенные химические реагенты, которые являются дорогими для крупномасштабного производства. Тем более, что для некоторых приложений такой высококачественный графен, полученный методами CVD, PVD, не требуется. Поиск технологически простого и экологически чистого метода синтеза графена для массового производства крайне необходим. В работе проведено исследование физико-химическими методами морфологических, структурных и термогравиметрических свойств отходов растительной биомассы на предмет получения из них графеноподобных структур комбинированным способом (гидротермальная обработка с физико-химической активацией). В качестве биопрекурсоров предложены и исследованы образцы пшеничной соломы, пшеничные отруби и рисовая шелуха. Полученные данные позволили сделать вывод о перспективности исходной биомассы по применению их в качестве бипрекурсоров для последующего синтеза графеноподобных структур предлагаемым методом.

Библиографические ссылки

(1) Geim AK, Novoselov KS (2007) Nature Materials 6:183-191. https://doi.org/10.1038/nmat1849

(2) Huang X, Yin Z, Wu S, Qi X, He Q, Zhang Q, Yan Q, Boey F, Zhang H (2011) Small 7(14):1876-1902. https://doi.org/10.1002/smll.201002009

(3) Novoselov KS, Geim AK, Morozov SV, Jiang D, Zhang Y, Dubonos SV, Grigorieva IV, Firsov AA (2004) Science 306(5696):666-669. https://doi.org/10.1126/science.1102896

(4) Singh V, Joung D, Zhai L, Das S, Khondaker SL, Seal S (2011) Progress in Materials Science 56(8):1178-1271. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2011.03.003

(5) Zhang Y, Zhang LY, Zhou CW (2013) Accounts of Chemical Research 46(10):2329-2339. https://doi.org/10.1021/ar300203n

(6) Huang H, Chen S, Wee ATS, Chen W (2014) Graphene 3-26. https://doi.org/10.1533/9780857099334.1.3

(7) Park S, Ruoff RS (2009) Nature Nanotechnology 4:217-224. https://doi.org/10.1038/nnano.2009.58

(8) Marcano DC, Kosynkin DV, Berlin JM, Sinitskii A, Sun ZZ, Slesarev A, Alemany LB, Lu W, Tour JM (2010) ACS Nano 4:4806-4814. https://doi.org/10.1021/nn1006368

(9) Stankovich S, Dikin DA, Piner RD, Kohlhaas KA, Kleinhammes A, Jia Y, Wu Y, Nguyen ST, Ruoff RS (2007) Carbon 45:1558-1565. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.02.034

(10) Muramatsu H, Kim YA, Yang K-S, Cruz-Silva R, Toda I, Yamada T, Terrones M, Endo M, Hayashi T, Saitoh H (2014) Small 10(14):2766-2770. https://doi.org/10.1002/smll.201400017

(11) Seitzhanova MA, Mansurov ZA, Yeleuov M, Roviello V, Di Capua R (2019) Eurasian Chem.-Technol. J. 21:149-156. https://doi.org/10.18321/ectj825

(12) Kong X, Zhu Y, Lei H, Wang C, Zhao Y, Huo E, Lin X, Zhang Q, Qian M, Mateo M, Zou R, Fang Z, Ruan R (2020) Chemical Engineering Journal 399:125808. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125808

(13) Ruiz-Hitzky E, Darder M, Fernandes FM, Zatile E, Palomares FJ, Aranda P (2011) Adv. Mater. 23:5250-5255. https://doi.org/10.1002/adma.201101988

(14) Seo DH, Rider AE, Han ZJ, Kumar S, Ostrikov KK (2013) Adv. Mater. 25:5638-5642. https://doi.org/10.1002/adma201301510

(15) Ruan G, Sun Z, Peng Z, Tour JM (2011) ACS Nano 5:7601-7607. https://doi.org/10.1021/nn202625c

(16) Raghavan N, Thangavel S, Venugopal G (2017) Applied Materials Today 7:246-254. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2017.04.005

(17) Gupta SS, Sreeprasad TS, Maliyekkal SM, Das SK, Pradeep T (2012) ACS Appl. Mater. Interfaces 4(8):4156-4163. https://doi.org/10.1021/am300889u

(18) Chen F, Yang J, Bai T, Long B, Zhou X (2016) J. Electroanalytical Chemistry 768:18-26. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.02.035

(19) Sarkar N, Ghosh SK, Bannerjee S, Aikat K (2012) Renewable Energy 37:19-27. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.06.045

(20) Beaugrand J, Reis D, Guillon F, Debeire P, Chabbert B (2004) Int. J. Plant Sciences 165(4):553-563. https://doi.org/10.1086/386554

(21) Kwan WH, Wong YS (2020) Materials Science for Energy Technologies 3:501-507. https://doi.org/10.1016/j.mset.2020.05.001

(22) López-Alonso M, Martín-Morales M, Martínez-Echevarría MJ, Agrela F, Zamorano M (2021) Waste and Byproducts in Cement-Based Materials 89-137. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820549-5.00011-5

(23) Sun R, Lawther JM, Banks WB (1995) Ind. Crops Prod. 4:127-145. https://doi.org/10.1016/0926-6690(95)00025-8

(24) Reddy N, Yang Y (2007) J. Agric. Food Chem. 55:8570-8575. https://doi.org/10.1021/jf071470g

(25) Rodriguez-Gomez D, Lehmann L, Schultz-Jensen N, Bjerre AB, Hobley TJ (2012) Applied biochemistry and biotechnology 166(8):2051-2063. https://doi.org/10.1007/s12010-012-9631-x

(26) Prasad S, Singh A, Joshi HC (2007) Resources, Conservation and Recycling 50(1):1-39. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2006.05.007

(27) McKendry P (2002) Bioresource technology 83(1):37-46. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3

(28) Yeleuov M, Seidl C, Temirgaliyeva T, Taurbekov A, Prikhodko N, Lesbayev B, Sultanov F, Daulbayev C, Kumekov S (2020) Energies 13:4943. https://doi.org/10.3390/en13184943

(29) Ma’Ruf A, Pramudono B, Aryanti N (2017) AIP Conf. Proc. 1:1823. https://doi.org/10.1063/1.4978086

(30) Sarangi M, Nayak P, Tiwari TN (2011) Composites Part B Engineering 42(7):1994-1998. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2011.05.026

(31) Santana Costa JA, Paranhos CM (2018) Journal of Cleaner Production 192:688-697. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.05.028

(32) Mansaray KG, Ghaly AE (1998) Journal Energy Sources 20(7):653-663. https://doi.org/10.1080/00908319808970084

(33) Glushankova I, Ketov A, Krasnovskikh M, Rudakova L, Vaisman I (2018) Resources 7(31):2-11. https://doi.org/10.3390/resources7020031

(34) Umeda J, Kondoh K (2008) Transactions of JWRI 37(1):13-17. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.03.115

(35) Azat S, Sartova Z, Bekseitova K, Askaruly K (2019) Turk J Chem 43:1258-1269. https://doi.org/10.3906/kim-1903-53

Загрузки

Опубликован

— Обновлена 11-12-2022

Как цитировать

Приходько, Н., Елеуов, М., Аскарулы, К., Толынбеков, А., Таурбеков, А., Әбдiсаттар Ә., & Атаманов, М. (2022). Исследование исходной растительной биомассы для объемного получения графеноподобных структур. Горение и плазмохимия, 20(4), 303–313. https://doi.org/10.18321/cpc20(4)303-313

Выпуск

Том 20 № 4 (2022): ГОРЕНИЕ И ПЛАЗМОХИМИЯ

Раздел

Статьи

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>