Исследование пористой структуры терморасширенного графита, полученного из нитрата высокоориентированного пиролитического графита

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Получены интеркалированные соединения графита (ИСГ) с различным номером ступени из высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) и азотной кислоты химическим способом. Терморасширенный графит (ТРГ) получен путем гидролиза ИСГ и последующего термоудара. Исследовано влияние глубины окисления графита на степень расширения окисленного графита (ОГ) – продукта гидролиза ИСГ, выход твердого продукта и пористость ТРГ. Изучена зависимость внутренней пористой структуры ТРГ от глубины окисления графитовой матрицы. Методом низкотемпературной адсорбции/десорбции азота изучена микро- и мезопористая структура. Проведена обработка экспериментальных данных современным методом 2D-NLDFT с целью расчета распределения пор по размеру и объема пор. Кроме того установлены характеристики макропористой структуры при помощи ртутной порометрии. Также изучены параметры пористой структуры путем получения при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и обработки множества изображений сечений частиц ТРГ. Выявлена сильная корреляция параметров пористой структуры ТРГ и глубины окисления графитовой матрицы.

Об авторах

А. В. Кравцов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет

Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

О. Н. Шорникова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет

Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

А. И. Булыгина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет

Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

А. Б. Солопов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

А. Л. Кустов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет

Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

В. В. Авдеев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleksei.kravtsov@chemistry.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Chung D.D.L. // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 554. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9284-6
  2. Inagaki M., Kang F., Toyoda M. et al. // Advanced Materials Science and Engineering of Carbon, Butterworth-Heinemann. 2014. P. 313. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-407789-8.00014-4
  3. Wang Z., Han E., Ke W. // Corros. Sci. 2007. V. 49. P. 2237. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.10.024
  4. Song L.N., Xiao M., Meng Y.Z. // Compos. Sci. Technol. 2006. V. 66. P. 2156. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.12.013
  5. Sorokina N.E., Redchitz A.V., Ionov S.G. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2006. V. 67. P. 1202. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2006.01.048
  6. Nayak S.K., Mohanty S., Nayak S.K. // High Perform. Polym. 2019. V. 32. P. 506. https://doi.org/10.1177/0954008319884616
  7. Sorokina N.E., Maksimova N.V., Avdeev V.V. // Inorg. Mater. 2001. V. 37. P. 360. https://doi.org/10.1023/A:1017575710886
  8. Ivanov A.V., Maksimova N.V., Kamaev A.O. et al. // Mater. Lett. 2018. V. 228. P. 403. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.06.072
  9. Afanasov I.M., Shornikova O.N., Kirilenko D.A. et al. // Carbon. 2010. V. 48. P. 1862. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.01.055
  10. Forsman W.C., Vogel F.L., Carl D.E. et al. // Ibid. 1978. V. 16. P. 269. https://doi.org/10.1016/0008-6223(78)90040-4
  11. Sorokina N.E., Maksimova N.V., Avdeev V.V. // Inorg. Mater. 2002. V. 38. P. 564. https://doi.org/10.1023/A:1015857317487
  12. Salvatore M., Carotenuto G., De Nicola S. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2017. V. 12. P. 167. https://doi.org/10.1186/s11671-017-1930-2
  13. Dimiev A.M., Shukhina K., Behabtu N. et al. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. P. 19246. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b06726
  14. Sorokina N.E., Monyakina L.A., Maksimova N.V. et al. // Inorg. Mater. 2002. V. 38. P. 482. https://doi.org/10.1023/A:1015423105964
  15. Leshin V.S., Sorokina N.E., Avdeev V.V. // Ibid. 2004. V. 40. P. 649. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000032001.86743.00
  16. Dunaev A.V., Arkhangelsky I.V., Zubavichus Y.V. et al. // Carbon. 2008. V. 46. P. 788. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.02.003
  17. Gurzęda B., Buchwald T., Krawczyk P. // J. Solid State Electrochem. 2020. V. 24. P. 1363. https://doi.org/10.1007/s10008-020-04642-x
  18. Efimova E.A., Syrtsova D.A., Teplyakov V.V. // Sep. Purif. Technol. 2017. V. 179. P. 467. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.02.023
  19. Bodzenta J., Mazur J., Kaźmierczak-Bałata A. // Appl. Phys. B. 2011. V. 105. P. 623. https: //doi.org/.https://doi.org/10.1007/s00340-011-4510-7
  20. Afanasov I.M., Makarenko I.V., Vlasov I.I. et al. // Compact. Expand. Graph. with a Low Therm. Conduct., Curran Associates, Inc., Clemson, South Carolina, USA. 2010: P. 645.
  21. Ivanov A.V., Manylov M.S., Maksimova N.V. et al. // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. P. 4457. https://doi.org/10.1007/s10853-018-3151-1
  22. Inagaki M., Tashiro R., Toyoda M. et al. // Ceram. Soc. Jpn. 2004. V. 112-1. P. S1513. https://doi.org/10.14852/jcersjsuppl.112.0.S1513.0
  23. Kang F., Zheng Y.-P., Wang H.-N. et al. // Carbon. 2002. V. 40. P. 1575. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00023-4
  24. Inagaki M., Tashiro R., Washino Y. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2004. V. 65. P. 133. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2003.10.007
  25. Inagaki M., Suwa T. // Carbon. 2001. V. 39. P. 915. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00199-8
  26. Inagaki M., Saji N., Zheng Y.-P. et al. // TANSO. 2004. V. 2004. P. 258. https://doi.org/10.7209/tanso.2004.258
  27. Tryba B., Morawski A.W., Kaleńczuk R.J. et al. // Spill Sci. Technol. Bull. 2003. V. 8. P. 569. https://doi.org/10.1016/S1353-2561(03)00070-7
  28. Shornikova O.N., Kogan E.V., Petrov D.V. et al. // Pore structure of exfoliated graphite, Curran Associates, Inc., Clemson, South Carolina, USA. 2010: P. 421.
  29. Goudarzi R., Hashemi Motlagh G. // Heliyon. 2019. V. 5. P. e02595. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02595
  30. Bogdanov S.G., Valiev E.Z., Dorofeev Y.A. et al. // Cryst. Rep. 2006. V. 51. P. S12. https://doi.org/10.1134/S1063774506070030
  31. Sorokina N.E., Monyakina L.A., Maksimova N.V. et al. // Inorg. Mater. 2002. V. 38. P. 482. https://doi.org/10.1023/A:1015423105964
  32. Sorokina N.E., Nikol’skaya I.V., Ionov S.G. et al. // Russ. Chem. Bull. 2005. V. 54. P. 1749. https://doi.org/10.1007/s11172-006-0034-4
  33. Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 1982. V. 54. P. 2201. https://doi.org/10.1351/pac198254112201
  34. Jagiello J., Olivier J.P. // Carbon. 2012. V. 55. P. 70. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2012.12.011
  35. Jagiello J., Olivier J.P. // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 19382. https://doi.org/10.1021/jp9082147
  36. Ross S., Olivier J.P. // J. Phys. Chem. 1961. V. 65. P. 608. https://doi.org/10.1021/j100822a005
  37. Olivier J.P., Winter M. // J. Power Sources. 2001. V. 97–98. P. 151. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)00527-4
  38. Li Z., Peng H., Liu R. et al. // J. Power Sources. 2020. V. 457. P. 228022. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228022

Дополнительные файлы


© А.В. Кравцов, О.Н. Шорникова, А.И. Булыгина, А.Б. Солопов, А.Л. Кустов, В.В. Авдеев, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах