Коллоидно-графитовая суспензия на основе терморасширенного графита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящее время модифицированные окисленные (интеркалированные) графиты и получаемые из них расширенные термическим способом графиты применяются при решении многих прикладных задач. Это связано с тем, что, сохраняя все свойства слоистых соединений графита, расщепленные частицы графитов обладают важными новыми свойствами, такими как легкость формования, малый насыпной вес, активное взаимодействие с полимерной матрицей. Однако вопрос о механизмах расширения окисленных графитов и свойствах расщепленных на слои частиц терморасширенных графитов недостаточно изучен. Установление экспериментальных закономерностей протекания процессов расширения окисленных кислотами графитов способствует пониманию совокупности стадий сложных процессов, происходящих при расширении графитовых частиц в газовой атмосфере и в полимерных матрицах. Цель работы состояла в синтезе коллоидно-графитовой суспензии на основе частиц терморасширенного графита, определении свойств суспензий и процессов расширения окисленных графитов при термическом и микроволновом нагреве. В результате модифицирования терморасширенного графита с низкой насыпной плотностью в активирующих средах коллоидно-графитовые суспензии синтезируются без стадии виброизмельчения. Расщепление графитовых материалов после химического модифицирования термо- и СВЧ-стимулированным нагревом приводит к образованию графеноподобных структур. Развитие техники модифицирования электропроводящих пористых образцов материалов, применяемых в качестве электродов, позволяет вводить графитовые наночастицы под действием электрического поля.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Горшенев

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: gor@sky.chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Уббелоде А.Р., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические соединения. М.: Мир, 1965.
  2. Chung D.D.L. // J. Mater. Sci. 2004. V. 39. P. 2645. https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000021439.18202.ea
  3. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G. // Adv. Phys. 2002. V. 51. P. 1. https://doi.org/10.1080/00018730110113644
  4. Лозовик Ю.Е., Попов А.М. // УФН. 1997. Т. 167. № 7. С. 751.
  5. Сорокина Н.Е., Авдеев В.В., Тихомиров А.С., Лутфуллин М.А., Саидаминов М.И. Композиционные наноматериалы на основе интеркалированного графита. Уч. пос. для студентов по специальности “Композиционные наноматериалы” М.: Изд-во Мос. гос. университета, 2010.
  6. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V. et al. // Science. 2004. V. 306. № 5696. P. 666. https://doi.org/10.1126/science.1102896
  7. Stankovich S., Dikin D.A., Dommett G.H.B. et al. // Nature. 2006. V. 442. № 7100. P. 282.
  8. Грайфер Е.Д., Макотченко В.Г., Назаров А.С., Ким С.-Дж., Федоров В.Е. // Успехи химии. 2011. Т. 80. № 8. С. 784.
  9. Soldano С., Mahmood A., DujardinЕ. // Carbon. 2010. V. 48 № 8. P. 2127.
  10. Singh V., Joung D., Zhai L. et al. // Prog. Mater. Sci. 2011. V. 56. P. 1178.
  11. Фиалков А.С. Углеродные межслоевые соединения и композиты на их основе. М.: Аспект-Пресс, 1997.
  12. Hummers W.S. Preparation of graphitic acid: Pat. USA 2798878, 1957.
  13. Hummers W.S., Offman R.E. // J. Amer. Chem. Soc. 1958. V. 80. P. 1339.
  14. Топоров Г.Н., Семенов М.В., Елисеева Р.А., Хачатурьян Т.К., Татаренко В.А. // Коллоид. журн. 1978. № 3. С. 575.
  15. Фиалков А.С., Топоров Г.Н., Чеканова В.Д. // ЖФХ. 1963. Т. XXXVII. № 3. С. 566.
  16. Рединдер П.А. // Коллоидный графит: сборник статей. М.: Институт прикладной минералогии, 1932. С. 87.
  17. Кульметьева В.Б., Поносова А.А. // Соврем. пробл. науки и образования. 2015. № 2 (2). С. 11.
  18. Горшенев В.Н., Бибиков С.Б, Кузнецов А.М. // ЖПХ. 2008. Т. 81. № 3. С. 442.
  19. Куликовский Э.И, Орлов В.В., Бибиков С.Б., Горшенев В.Н. Сверхширокодиапазонное радиопоглощающее устройство: Пат. РФ № 2253927 // Б.И. 2005. № 16.
  20. Гатин А.К., Гришин М.В., Простнев А.С., Сарвадий С.Ю., Степанов И.Г., Харитонов В.А., Шуб Б.Р. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 221. https://doi.org/10.31857/S0207401X22050041
  21. Кучеренко М.Г., Неясов П.П., Кручинин Н.Ю. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 5. С. 51. https://doi.org/10.31857/S0207401X23050059
  22. Жуков А.М., Солодилов В.И., Третьяков И.В., Буракова Е.А., Юрков Г.Ю. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 9. С. 64 https://doi.org/10.31857/S0207401X22090138
  23. Боднева В.Л., Кожушнер М.А., Лидский Б.В., Посвянский В.С., Трахтенберг Л.И. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 7. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X2307004X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Образцы графитовых материалов на основе коллоидно-графитовой суспензии из ТРГ: а – графитовая пленка высушенная из надосадочной суспензии в результате отмывки водой и центрифугирования (пленка из КГ/ТРГ); б – терморасширенный графит, полученный в результате термической обработки пленки при Т = 350°С (возвращение к ТРГ).

Скачать (170KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экзотермические эффекты при термостимулированном нагреве сильно окисленных ТО-3 и ТРГ: а – зависимости ДСК для ТО-3; б – зависимости ДСК для ТРГ.

Скачать (192KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сравнение микрофотографий терморасширенных графитов после термостимулированных нагревов: после слабого (а) и сильного (б) окисления; в, г – отдельные участки расщепленных под действием микроволнового излучения (в СВЧ-печи) графитовых частиц до графеновых фрагментов.

Скачать (286KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты перемещения сильно окисленных графитовых частиц суспензии ОГ/ТРГ под действием электрического поля. Видно, что частицы движутся к положительному электроду. Восстановление графитовых частиц и расширение привело к образованию графитового слоя на поверхности водного слоя.

Скачать (106KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024