Активтендірілген өсімдік биомассасынан графен мен графен тәріздес құрылымдардың шығуын арттыруға микротолқынды қызудың әсері

Авторлар

  • Н.Г. Приходько Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Г. Дəукеев атындағы Алматы энергетика жəне байланыс университеті, Байтұрсынов көшесі, 126/1, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0001-7733-0903
  • М.А. Елеуов Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Satbayev University, Сəтбаев к-сі, 22, Алматы, Қазақстан; Bes Saiman Group, ул. Тулебаева, 38, Алматы, Казақстан https://orcid.org/0000-0001-7488-7431
  • К. Аскарулы Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Г. Дəукеев атындағы Алматы энергетика жəне байланыс университеті, Байтұрсынов көшесі, 126/1, Алматы, Қазақстан; Satbayev University, Сəтбаев к-сі, 22, Алматы, Қазақстан; Bes Saiman Group, ул. Тулебаева, 38, Алматы, Казақстан https://orcid.org/0000-0002-8998-0409
  • Ә.Ә. Әбдiсаттар Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Satbayev University, Сəтбаев к-сі, 22, Алматы, Қазақстан; Bes Saiman Group, ул. Тулебаева, 38, Алматы, Казақстан
  • А.Б. Толынбеков Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Əл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, əл-Фараби даңғ., 71, Алматы, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-2664-888X
  • А.Т. Таурбеков Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр көшесі, 172, Алматы, Қазақстан; Bes Saiman Group, ул. Тулебаева, 38, Алматы, Казақстан https://orcid.org/0000-0002-4588-1521

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(2)137-151

Кілт сөздер:

биомассаның қалдықтары, бидай сабаны, арпа сабаны, күріш қауызы графен тәрізді құрылымдар, микротолқынды әсер ету

Аңдатпа

Алдын ала карбонизацияланған және белсендірілген биомассадан (бидай және арпа сабаны, күріш қауызы) микротолқынды пеште қыздыру арқылы графиттеу дәрежесін арттыру және графен тәрізді құрылымдардың (ГТҚ) шығуын зерттеу бойынша нәтижелер ұсынылды. Микротолқынды жылыту энергияны көп қажет ететін және жиі тиімсіз әдеттегі электр жылытумен салыстырғанда едәуір артықшылықтарға ие. Микротолқынды қыздыру әртүрлі химиялық реагенттерді пайдаланумен байланысты күрделі көп сатылы процестерге қарағанда графен алудың ыңғайлы, үнемді және экологиялық таза тәсілі болып табылады. Микротолқынды қыздыруды қолдана отырып, графен оксидін қалпына келтіру сатысын жеңілдетуге болады, өйткені графен оксидінің микротолқындарды сіңіру қасиеттерінің арқасында микротолқынды сәулелену оны графенге ешқандай қалпына келтіргішсіз және атмосферасыз тікелей қалпына келтіре алады. Биомассадан алынған ГТҚ-ға микротолқынды температуралық әсер ету әдісі әртүрлі температурада микротолқынды пеште өңдеу кезінде оттегінің 9-14% -дан (бастапқы үлгілерде) 0-4% -ға дейін жойылуына әкеледі, бұл графиттеу дәрежесін және ГТҚ-ның шығу пайызын едәуір арттырады және коммерциялық мақсаттарда өнімнің көлемді шығуын алу үшін қолданылуы мүмкін.

Әдебиеттер тізімі

(1) M.T.-U. Safian, U.S. Haron, M.N.M. Ibrahim, A review on bio-based graphene derived from biomass wastes, Bioresources 15 (2020) 9756–9785. Crossref

(2) I. Berktas, M. Hezarkhani, L.H. Poudeh, B.S. Okan, Recent developments in the synthesis of graphene and graphene-like structures from waste sources by recycling and upcycling technologies: A review, Graphene Technol. 5 (2020) 59–73. Crossref

(3) N.Z.J. Zakaria, S. Rozali, N.M. Mubarak, S. Ibrahim, A review of the recent trend in the synthesis of carbon nanomaterials derived from oil palm by-product materials, Biomass Convers. Biorefinery 12 (2022) 1–32. Crossref

(4) X. Kong, Y. Zhu, H. Lei, C. Wang, Y. Zhao, E. Huo, X. Lin, Q. Zhang, M. Qian, W. Mateo, et al., Synthesis of graphene-like carbon from biomass pyrolysis and its applications, Chem. Eng. J. 399 (2020) 125808. Crossref

(5) Y. Zhang, Y. Cui, S. Liu, L. Fan, N. Zhou, P. Peng, Y. Wang, F. Guo, M. Min, Y. Cheng, et al., Fast microwave-assisted pyrolysis of wastes for biofuels production: A review, Bioresour. Technol. 297 (2019) 122480. Crossref

(6) Z. Du, Y. Li, X. Wang, Y. Wan, Q. Chen, C. Wang, X. Lin, Y. Liu, P. Chen, R. Ruan, Microwave-assisted pyrolysis of microalgae for biofuel production, Bioresour. Technol. 102 (2011) 4890–4896. Crossref

(7) A.M. Parvez, T. Wu, M.T. Afzal, S. Mareta, T. He, M. Zhai, Conventional and microwave-assisted pyrolysis of gumwood: A comparison study using thermodynamic evaluation and hydrogen production, Fuel Process. Technol. 184 (2018) 1–11. Crossref

(8) A.E.M. Fodah, M.K. Ghosal, D. Behera, Microwave-assisted pyrolysis of agricultural residues: Current scenario, challenges, and future direction, Int. J. Environ. Sci. Technol. 19 (2021) 2195–2220. Crossref

(9) S. Liu, P. Yan, H. Li, X. Zhang, W. Sun, One-step microwave synthesis of micro/nanoscale LiFePO₄/graphene cathode with high performance for lithium-ion batteries, Front. Chem. 8 (2020) 1–10. Crossref

(10) N. Wang, A. Tahmasebi, J. Yu, J. Xu, F. Huang, A. Mamaeva, A comparative study of microwave-induced pyrolysis of lignocellulosic and algal biomass, Bioresour. Technol. 190 (2015) 89–96. Crossref

(11) F. Tuinstra, J.L. Koenig, Raman spectrum of graphite, J. Chem. Phys. 53 (1970) 1126–1130. Crossref

(12) N.K. Memon, St.D. Tse, J.F. Al-Sharab, H. Yamaguchi, A.-M.B. Goncalves, B.H. Kear, Y. Jaluria, E.Y. Andrei, M. Chhowalla, Flame synthesis of graphene films in open environments, Carbon 49 (2011) 5064–5070. Crossref

(13) A.C. Ferrari, D.M. Basko, Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene, Nat. Nanotechnol. 8 (2013) 235–246. Crossref

(14) L.G. Cançado, A. Jorio, E.H.M. Ferreira, F. Stavale, C.A. Achete, R.B. Capaz, M.V.O. Moutinho, A. Lombardo, T.S. Kulmala, A.C. Ferrari, Quantifying defects in graphene via Raman spectroscopy at different excitation energies, Nano Lett. 11 (2011) 3190–3196. Crossref

(15) N.G. Prikhodko, B.T. Lesbaev, M. Auelkhankyzy, Z.A. Mansurov, Synthesis of graphene films in a flame, Russ. J. Phys. Chem. B 8 (2014) 61–64. Crossref

(16) N.G. Prikhodko, M. Auyelkhankyzy, B.T. Lesbayev, Z.A. Mansurov, The effect of pressure on the synthesis of graphene layers in the flame, J. Mater. Sci. Chem. Eng. 2 (2014) 13–19. Crossref

(17) N.G. Prikhodko, Z.A. Mansurov, M. Auelkhankyzy, B.T. Lesbayev, M. Nazhipkyzy, G.T. Smagulova, Flame synthesis of graphene layers at low pressure, Russ. J. Phys. Chem. B 9 (2015) 743–747. Crossref

(18) N.G. Prikhodko, G.T. Smagulova, N. Rakhymzhan, M. Auelkhankyzy, B.T. Lesbayev, M. Nazhipkyzy, Z.A. Mansurov, Synthesis of single-layer graphene in benzene–oxygen flame at low pressure, Combust. Sci. Technol. 190 (2018) 1923–1934. Crossref

(19) N. Prikhodko, M. Yeleuov, A. Abdisattar, K. Askaruly, A. Taurbekov, A. Tolynbekov, N. Rakhymzhan, Ch. Daulbayev, Enhancing supercapacitor performance through graphene flame synthesis on nickel current collectors and active carbon material from plant biomass, J. Energy Storage 73 (2023) 108853–108862. Crossref

(20) M. Yeleuov, C. Seidl, T. Temirgaliyeva, A. Taurbekov, N. Prikhodko, B. Lesbayev, F. Sultanov, C. Daulbayev, S. Kumekov, Modified activated graphene-based carbon electrodes from rice husk for supercapacitor applications, Energies 13 (2020) 4943–4953. Crossref

(21) M. Yeleuov, Ch. Daulbayev, A. Taurbekov, A. Abdisattar, R. Ebrahim, S. Kumekov, N. Prikhodko, B. Lesbayev, K. Batyrzhan, Synthesis of graphene-like porous carbon from biomass for electrochemical energy storage applications, Diam. Relat. Mater. 119 (2021) 108560–108567. Crossref

(22) L.G. Cançado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y.A. Kim, H. Mizusaki, A. Jorio, L.N. Coelho, R. Magalhães-Paniago, M.A. Pimenta, General equation for the determination of the crystallite size La of nanographite by Raman spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 163106. Crossref

Жүктеулер

Жарияланды

2025-06-30

Журналдың саны

Бөлім

Статьи

Дәйексөзді қалай келтіруге болады

Приходько, Н., Елеуов, М., Аскарулы, К., Әбдiсаттар Ә., Толынбеков, А., & Таурбеков, А. (2025). Активтендірілген өсімдік биомассасынан графен мен графен тәріздес құрылымдардың шығуын арттыруға микротолқынды қызудың әсері. Горение и плазмохимия, 23(2), 137-151. https://doi.org/10.18321/cpc23(2)137-151