Production of Few-Layer Graphene by Self-Propagating High-Temperature Synthesis from Biopolymers: Synthesis, Properties, Application
- Autores: Voznyakovskii A.1, Vozniakovskii A.2, Kidalov S.2
-
Afiliações:
- Research Institute of Synthetic Rubber
- Ioffe Institute
- Edição: Volume 69, Nº 3 (2024)
- Páginas: 327-334
- Seção: SYNTHESIS OF ADVANCED CARBON MATERIALS
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/262876
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24030075
- EDN: https://elibrary.ru/YEKYUO
- ID: 262876
Citar
Resumo
The review is devoted to the production of 2D graphene nanostructures (few-layer graphene) using the method of carbonization of biopolymers developed by the authors by self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The work analyzed and generalized the experimental and some theoretical results obtained, on the basis of which a phenomenological model for the synthesis of 2D graphene structures by SHS process was proposed. The main focus is on results obtained over the past 10 years. Finally, the prospects for ongoing research on the carbonization of biopolymers are discussed. Particular attention is paid to areas of research that are expected to be of most interest for the practical use of few-layer graphene in the near future.
Palavras-chave
Sobre autores
A. Voznyakovskii
Research Institute of Synthetic Rubber
Email: kidalov@mail.ioffe.ru
Rússia, Saint Petersburg
A. Vozniakovskii
Ioffe Institute
Email: kidalov@mail.ioffe.ru
Rússia, Saint Petersburg
S. Kidalov
Ioffe Institute
Autor responsável pela correspondência
Email: kidalov@mail.ioffe.ru
Rússia, Saint Petersburg
Bibliografia
- Hummers W.S., Offeman R.E. // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. P. 1339. https://doi.org/10.1021/ja01539a017
- Balandin A.A., Ghosh S., Bao S. et al. // Nano Lett. 2008. V. 8. № 3. P. 902. https://doi.org/10.1021/nl0731872
- Lee C., Wei X., Kysar J.W. et al. // Science. 2008. V. 321. № 5887. P. 385. https://doi.org/10.1126/science.1157996
- Zhu Y., Murali S., Cai W. et al. // Adv. Mater. 2010. V. 22. № 35. P. 3906. https://doi.org/10.1002/adma.201001068
- ISO/TR 19733:2019 Nanotechnologies — Matrix of properties and measurement techniques for graphene and related two-dimensional (2D) materials, https://www.iso.org/standard/66188.html
- Eletskii A.V. // Physchem. 2022. V. 2. P. 18. https://doi.org/10.3390/physchem2010003
- Таратайко А.В., Мамонтов Г.В. // Вестник Томск. гос. ун-та. Сер. Химия. 2023. № 30. С. 67. https://doi.org/10.17223/24135542/30/6
- Gu X., Zhao Y., Sun K. et al. // Ultrason. Sonochem. 2019. V. 58. P. 104630. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104630
- 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
- Huang Y., Pan Y.H., Yang R. et al. // Nat. Commun. 2020. V. 11. № 1. P. 2453. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16266-w
- Deng B., Liu Z., Peng H. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 9. P. 1800996. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2015.03.0
- Давыдов В.Ю., Усачев Д.Ю., Лебедев С.П. и др. // Физика и техника полупроводников. 2017. Т. 51. № 8. С. 1116.
- Лебедев С.П., Елисеев И.А., Давыдов В.Ю. и др. // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43. № 18. С. 64.
- Коваленко С.Л., Павлова Т.В., Андрюшечкин Б.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105. № 3. С. 170.
- Prekodravac J., Marković Z., Jovanović S. et al. // Synth. Met. 2015. V. 209. P. 461. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2015.08.015
- Kumar A., Sharma K., Dixit A.R. // Carbon Lett. 2021. V. 31. № 2. P. 149. https://doi.org/10.1007/s42823-020-00161-x
- Ширинкина И.Г., Бродова И.Г., Распосиенко Д.Ю. и др. // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 12. С. 1297.
- Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Колесников А.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 12. С. 1839.
- Горшков Н.В., Яковлева Е.В., Краснов В.В. и др. // Журн. прикл. химии. 2021. Т. 94. № 3. C. 388.
- Шаповалов С.С., Попова А.С., Иони Ю.В. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 11. С. 1519.
- Даниленко В.В. // Физика тв. тела. 2004. Т. 46. № 4. С. 581.
- Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 4. С. 375.
- Рогачев А.С., Мукасьян А.С. Горение для синтеза материалов: введение в структурную макрокинетику. М.: Физматлит, 2012. 400 с.
- Азатян В.В. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 3. С. 291.
- Miao Q., Wang L., Liu Z. et al. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 21832. https://doi.org/10.1038/srep21832
- Miao Q., Wang L., Liu Z. et al. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 5877. https://doi.org/10.1038/s41598-017-06224-w
- Dabrowska A., Huczko A. // Phys. Status Solidi B. 2018. V. 255. P. 1800194. https://doi.org/10.1002/pssb.201800194
- Huczko A., Łab˛ed´z O., Dabrowska A. et al. // Phys. Status Solidi B. 2015. V. 252. P. 2412. https://doi.org/10.1002/pssb.201552233
- Wang L., Wei B., Dong P. et al. // Mater. Des. 2016. V. 92. P. 462. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.12.075
- Возняковский А.П., Неверовская А.Ю., Возняковский А.А. и др. // Экологическая химия. Т. 29. № 4. C. 190.
- Voznyakovskii A.P., Vozniakovskii A.A., Kidalov S.V. // Fullerenes, Nanotubes Carbon Nanostruct. 2022. V. 30. № 1. P. 59. https://doi.org/10.1080/1536383x.2021.1993831
- Voznyakovskii A.P., Vozniakovskii A.A., Kidalov S.V. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 4. P. 657. https://doi.org/10.3390/nano12040657
- Возняковский А.А., Возняковский А.П., Кидалов С.В. и др. // Журн. структур. химии. 2020. Т. 61. № 5. С. 869.
- Bhatt M.D., Kim H., Kim G. // RSC Adv. 2022. V. 12. № 33. P. 21520. https://doi.org/10.1039/d2ra01436j
- Malekpour H., Ramnani P., Srinivasan S. et al. // Nanoscale. 2016. V. 8. № 30. P. 14608. https://doi.org/10.1039/c6nr03470e
- Haghighi M., Khodadadi A., Golestanian H. et al. // Polym. Polym. Compos. 2021. V. 29. № 6. P. 629. https://doi.org/10.1177/0967391120929075
- Voznyakovskii A.P., Neverovskaya A.Yu., Vozniakovskii A.A. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 5. P. 883. https://doi.org/10.3390/nano12050883
- Wang X., Yu S., Jin J. et al. // Sci. Bull. 2016. V. 61. № 20. P. 1583. https://doi.org/10.1007/s11434-016-1168-x
- Bytesnikova Z., Adam V., Richtera L. // Food Control. 2021. V. 121. P. 107611. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107611
- Vozniakovskii A.P., Kidalov S.V., Vozniakovskii A.A. et al. // Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostruct. 2020. V. 28. № 3. P. 238. https://doi.org/10.1080/1536383x.2019.1686627
- Возняковский А.П., Карманов А.П., Кочева Л.С. и др. // Журн. тех. физики. 2022. Т. 92. № 7. С. 805.
- Чесноков В.В., Лисицын А.С., Соболев В.И. и др. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 472.
- Ye D., Huang R., Zhu H. et al. // Org. Chem. Front. 2019. V. 6. № 1. P. 62. https://doi.org/10.1039/c8qo00941d
- Возняковский А.П., Неверовская А.Ю., Калинин А.В. и др. // Экологическая химия. 2020. Т. 90. № 10. С. 1627.
- Lakra R., Kumar R., Sahoo P.K. et al. // Inorg. Chem. Commun. 2021. V. 133. P. 108929. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2021.108929
- Мианкушки Х.Н., Седги А., Багшахи С. // Электрохимия. 2019. T. 55. № 5. C. 599. https://doi.org/10.1134/s0424857019050098
- Vozniakovskii A.A., Smirnova E.A., Apraksin R.V. et al. // Nanomaterials. 2023. V. 13. P. 2368. https://doi.org/10.3390/nano13162368
- Бернацкий Д.П., Павлов В.Г. // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. № 20. С. 44.
- Lepetit B. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. № 14. P. 144302. https://doi.org/10.1063/5.0047771
- Voznyakovskii A.P., Fursei G., Vozniakovskii A. et al. // Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostruct. 2022. V. 30. № 1. P. 53. https://doi.org/10.1080/1536383x.2021.1995366
- Ar G., Dhas A.M., Pawar R.B. et al. // Propellants, Explos., Pyrotech. 2022. V. 47. № 11. P. e202200098. https://doi.org/10.1002/prep.202200098
- Илюшин М.А., Ведерников Ю.Н., Возняковский А.П. и др. // Российский хим. журнал. 2021. T. 65. № 3. С. 19. https://doi.org/10.6060/rcj.2021653.2
- Ilyushin M.A., Voznyakovskii A.P., Shugalei I. et al. // Nanomanufacturing. 2023. V. 3. № 2. P. 167. https://doi.org/10.3390/nanomanufacturing3020011