ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА И ЕГО ХИМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЛЯ СИНТЕЗА АЭРОГЕЛЕЙ
Кілт сөздер:
оксид графена,, восстановление,, аэрогель,, гидрогель,, графенАңдатпа
В настоящей работе показана возможность получения оксида графена из природного графита модифицированным методом Хаммерса. Полученный оксид графена был исследован методами ИК и Раман-спектроскопии, а так же сканирующей электронной микроскопией. Оксид графена служит основным материалом для синтеза трехмерных пористых структур – аэрогелей. Синтез аэрогелей состоит из химического восстановления оксида графена при 95ºС, в ходе чего происходит самосборка графеновых слоев за счет восстановления –ОН-групп, локализованных на его поверхности в трехмерную структуру – гидрогель, который подвергается заморозке в жидком азоте с образова- нием частиц льда, которые, сублимируя, формируют поры аэрогеля. Параметры сублимации, температура среды и давление, значительно влияют на структуру формируемого образца. Экспериментальным путем были определены оптимальные параметры процесса сублимационной сушки: температура - -15ºС, давление – 30-50 Па.Әдебиеттер тізімі
(1). Balandin AA, Ghosh S, Bao W, Calizo I, Teweldebrhan D, Miao F, Lau CN: Superior thermal conductivity of single-layer graphene. Nano Lett 2008, 8:902-907.
(2). Lee C, Wei X, Kysar JW, Hone J: Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Science 2008, 321:385-388.
(3). Xu Y, Sheng K, Li C, Shi G: Selfassembled graphene hydrogel via a one-step hydrothermal process. ACS Nano 2010, 4:4324-4330.
(4) Chen W, Yan L: In situ self-assembly of mild chemical reduction grapheme for threedimensional architectures. Nanoscale 2011, 3:3132-3137.
(5). Pham HD, Pham VH, Cuong TV, Nguyen- Phan T-D, Chung JS, Shin EW, Kim S: Synthesis of the chemically converted graphene xerogel with superior electrical conductivity. Chem Commun 2011, 47:9672-9674.
(6). Wang J, Shi Z, Fan J, Ge Y, Yin J, Hu G: Self-assembly of graphene into threedimensional structures promoted by natural phenolic acids. J Mater Chem 2012, 22:22459-22466.
(7). Zhang X, Sui Z, Xu B, Yue S, Luo Y, Zhan W, Liu B: Mechanically strong and highly conductive graphene aerogel and its use as electrodes for electrochemical power sources. J Mater Chem 2011, 21:6494-6497.
(8). Sultanov F.R., Pei S S., Auyelkhankyzy M., Smagulova G., Lesbayev B.T., Mansurov Z.A. Eurasian Chemico-Technological Journal. 16:265-269 (2014).
(9). Z. Mansurov, Fail Sultanov, Shin-Shem Pei, Su-Chi Chang, Sirui Xing, Francisco Robles Hernandez, Yu-Wen Chi, Kun-Ping Huang. Microwave Plasma Enhanced CVD graphene-based aerogels: synthesis and study // Proceedings of conference Сarbon 2015, - 2015. - Germany, Dresden, - P.232
(10). Wu X, Zhou J, Xing W, Wang G, Cui H, Zhuo S, Xue Q, Yan Z, Qiao SZ: High-rate capacitive performance of graphene aerogel with a superhigh C/O molar ratio. J Mater Chem 2012, 22:23186-23193.
(11). Worsley MA, Kucheyev SO, Mason HE, Merrill MD, Mayer BP, Lewicki J, Valdez CA, Suss ME, Stadermann M, Pauzauskie PJ, Satcher JH Jr, Biener J, Baumann TF: Mechanically robust 3D graphene macroassembly with high surface area. Chem Commun 2012, 48:8428-8430.
(12). Worsley MA, Pauzauskie PJ, Olson TY, Biener J, Satcher JH, Baumann TF: Synthesis of graphene aerogel with high electrical conductivity. J Am Chem Soc 2010, 132:14067-14069.
(13). Worsley MA, Olson TY, Lee JRI, Willey TM, Nielsen MH, Roberts SK, Pauzauskie PJ, Biener J, Satcher JH, Baumann TF: High surface area, sp2-cross-linked three-dimensional graphene monoliths. J Phys Chem Lett 2011, 2:921-925.
(14). K.X. Sheng, Y.X. Xu, C. Li, G.Q. Shi. High-performance self-assembled graphene hydrogels prepared by chemical reduction of graphene oxide. Carbon 49 (8) (2011) 2878.
(15). Hummers W.S., Offeman R.E. Preparation of graphitic oxide // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. № 6. P. 1339-1339.