Синтез графдинов, исследование их морфологии и сравнительный анализ водород-адсорбционных свойств графенов и графдинов

Солдатов А. П.; Будняк А. Д.; Кириченко А. Н.; Илолов А. М.

doi:10.31857/S0044453723100229

Синтез графдинов, исследование их морфологии и сравнительный анализ водород-адсорбционных свойств графенов и графдинов

Authors: Солдатов А.¹, Будняк А.¹, Кириченко А.², Илолов А.¹
Affiliations:
1. Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук
2. Частное учереждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”
Issue: Vol 97, No 10 (2023)
Pages: 1457-1463
Section: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НАНОКЛАСТЕРОВ, СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ
URL: https://journals.rcsi.science/0044-4537/article/view/140329
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723100229
EDN: https://elibrary.ru/PNXVFH
ID: 140329

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Графдины (ГД) являются двухмерной углеродной наноструктурой, содержащей атомы углерода с sp- и sp²-гибридизацией, причем sp-гибридизированные атомы образуют сопряженные связи, входящие в состав линейных цепей, соединяющих 6-членные углеродные циклы. Результаты сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (СЭМ и ПЭМ), рентгеновской фотоэлектронной) спектроскопии (РФЭС) и рамановской спектроскопии показали, что ГД имеют однородную поверхность и содержат сопряженные –С≡С–С≡С-связи. Исследована водород-адсорбционная способность ГД и проведен сравнительный анализ адсорбции водорода в ГД, графенах, графеновых нанотрубках и графеновых структурах, сформированных на цеолитах. Показано существенное влияние подложки, на которой формируется углеродная наноструктура, на ее адсорбционную способность. Рассмотрена возможность и перспективность синтеза графенов на катализаторах для повышения их эффективности в процессах гидрирования.

Keywords

графдиновые наноструктуры, синтез наноразмерных графдинов (ГД), исследование их морфологии, строение графдина, ацетиленовые связи в ГД, адсорбция водорода в углеродных наноструктурах, влияние морфологии и подложки

References

Balaban A.T., Rentia C.C., Ciupitu E. // Rev. Roum. Chim. 1968. V. 13. P. 231.
Baughman R., Eckhardt H., Kertesz M. // J. Chem. Phys. 1987. V. 87. № 11. P. 6687.
Ivanovskii A.L. // Prog. Solid State Chem. 2013. V. 41. № 1. P. 1.
Wan W.B., Brand S.C., Pak J.J. et al. // Chem. A Eur. J. 2000. V. 6. № 11. P. 2044.
Li G.X., Li Y.L., Liu H.B. et al. // Chem. Commun. 2010. V. 46. P. 3.
Li G., Li Y., Qian X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. P. 2611.
Zhou J., Gao X., Liu R. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 24. P. 7596.
Yang N., Liu Y., Wen H. et al. // Nano. 2013. V. 7. № 2. P. 1504.
Huang C., Zhang S., Liu H. et al. // Nano Energy. 2015. V. 11. P. 481.
Kuang C., Tang G., Jiu T. et al. // Nano Lett. 2015. V. 15. № 4. P. 2756.
Gao X., Zhou J., Du R. et al. // Adv. Mater. 2015. https://doi.org/10.1002/adma.201504407
Li J., Xu J., Xie Z. et al. // Adv. Mater. 2018. V. 30. P. 1800548.
Si H-Y., Mao C-J., Zhou J-Y. et al. // Carbon. 2018. V. 132. P. 598.
Yao Y., Jin Z., Chen Y. et al. // Ibid. 2018. V. 129. P. 228.
Shekar S.C., Swath R.S. // Ibid. 2018. V. 126. P. 489.
Li C., Lu X., Han Y. et al. // Nano Research. 2018. V. 11. № 3. P. 1714.
Pan Y., Wang Y., Wang L. et al. // Nanoscale. 2015. V. 7. P. 2116.
Kan X., Ban Y., Wu C. et al. // ACS Appl. Mater. & Interfaces. 2018. V. 10. № 1. P. 53.
Mortazavi B., Makaremi M., Shahrokhi M. et al. // Carbon. 2018. V. 137. P. 57.
Dong Y., Zhao Y., Chen Y. et al. // J. of Materials Sci. 2018. V. 53. № 12. P. 8921.
Huoliang Gu. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. № 23. P. 8679.
Yuncheng Du. et al. // Acc. Chem. Res. 2020. V. 53. № 2. P. 459.
Yang Z. et al. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 160. P. 197.
Zuo Z., Li Y. // Joule. 2019. V. 3. P. 899.
Hui L., Xue Y., Yu H. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2019. V. 141. P. 10677.
Guo J., Shi R.C., Wang R. et al. // Laser Photonics Rev. 2020. V. 14. P. 1900367.
Yin C., Li J.Q., Li T.R. et al. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. https://doi.org/. 202001396.https://doi.org/10.1002/adfm
Guo J., Shi R.C., Wang R. et al. // Laser Photonics Rev. 2020. V. 14. P. 1900367.
Yan H., Yu P., Han G. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2019. V. 58. P. 746.
Zhou J.Y., Xie Z.Q., Liu R. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. P. 2632.
Lv J.X., Zhang Z.M. Wang J. et al. // WACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 32.
Zuo Z., Shang H., Chen Y. et al. // Chem. Commun. (Camb.). 2017. V. 53. P. 8074.
Li R., Sun H., Zhang Ch. et al. // Carbon. 2022. V. 188. P. 25.
Gao J., Li J., Chen Y. et al. // Nano Energy. 2018. V. 43. P. 192.
Yang Z., Zhang Y., Guo M. et al. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 160. P. 197.
Солдатов А.П., Бондаренко Г.Н., Сорокина Е.Ю. // Журн. физ. химии. 2015. Т. 89. № 2. С. 306. [Soldatov A.P., Bondarenko G.N., Sorokina E.Yu. // Russ. J. of Phys. Chem. A. 2015. V. 89. № 2. P. 282.]
Tuinstra R., Koenig J.L. // J. Chem. Phys. 1970. V. 53. P. 1126.
Estrade-Szwarckopf H. // Carbon. 2004. V. 42. P. 1713.
Ferrari A.C., Meyer J.C., Scardaci V. et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 187401.
Солдатов А.П. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 4. С. 483. [Soldatov A.P. // Russ. J. of Phys. Chem. A. 2020. V.94. № 4. P. 663.]
Солдатов А.П., Кириченко А.Н., Татьянин Е.В. // Там же. 2016. Т. 90. № 7. С. 1038.
Солдатов А.П. // Там же. 2019. Т. 93. № 3. С. 398. [Soldatov A.P. // Ibid. 2019. V. 93. №3. P. 494.]
Солдатов А.П. // Там же. 2014. Т. 88. № 7–8. С. 1207. [Soldatov A.P. // Ibid. 2014. V. 88. № 8. P. 1388.]
Солдатов А.П. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 5. С. 897. [Soldatov A.P. // Ibid.2017. V. 91. № 5. P. 931.]
Токабе И.К. Катализаторы каталитические процессы. М.: Наука, 1993.