Синтез и исследование железо-графеновых композитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Путем термической обработки в потоке аргона смеси нитрата железа(III) и оксида графита с последующим восстановлением в токе водорода синтезированы железо-графеновые композиты, охарактеризованные методами элементного анализа, термогравиметрии, сканирующей электронной микроскопии со снятием энергодисперсионных рентгеновских спектров и построением карт пространственного распределения компонентов, рентгенофазового анализа и мессбауэровской спектроскопии. Показано, что синтезированные композиты представляют собой листы графеноподобного материала с нанесенными на них железосодержащими наночастицами, размер которых зависит от концентрации соединения железа в исходной смеси. Наночастицы железа в составе полученных композитов быстро окисляются при кратковременном контакте с воздухом и могут быть восстановлены путем циклической обработки при 400°C, включающей вакуумирование композита с последующей выдержкой в водороде под давлением.

Об авторах

А. А. Арбузов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: arbuzov@icp.ac.ru
Черноголовка, 142432 Россия

И. Д. Шамов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Черноголовка, 142432 Россия

М. А. Благов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Черноголовка, 142432 Россия

М. В. Лотоцкий

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук; Центр компетенций систем HySA, Университет Западной Капской провинции

Черноголовка, 142432 Россия; Белвилл, 7535 Южная Африка

Б. П. Тарасов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Черноголовка, 142432 Россия

Список литературы

  1. Hu Y., Wu P., Zhang H., Cai Ch. // Electrochim. Acta. 2012. Vol. 85. P. 314. doi: 10.1016/j.electacta.2012.08.080
  2. Akyol D., Özcan A., Kepir Z.D., Özcan A. // Mater. Chem. Phys. 2025. Vol. 346. Art. ID 131339. doi: 10.1016/j.matchemphys.2025.131339
  3. Кущ С.Д., Куюнко Н.С., Арбузов А.А., Коршунова Л.А., Бондаренко Г.В. // ЖОХ. 2017. Т. 87. № 7. С. 1072; Kushch S.D., Kuyunko N.S., Arbuzov A.A., Korshunova L.A., Bondarenko G.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N 7. P. 1466. doi: 10.1134/S1070363217070040
  4. Клюев М.В., Арбузов А.А., Магдалинова Н.А., Калмыков П.А., Тарасов Б.П. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 9. С. 1331; Klyuev M.V., Arbuzov A.A., Magdalinova N.A., Kalmykov P.A., Tarasov B.P. // Russ. J. Phys. Chem. 2016. Vol. 90. N 9. P. 1749. doi: 10.1134/S0036024416090144
  5. Tarasov B.P., Arbuzov A.A., Volodin A.A., Fursikov P.V., Mozhzhuhin S.A., Lototskyy M.V., Yartys V.A. // J. Alloys Compd. 2021. Vol. 896. Art. ID 162881. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.162881
  6. Singh S., Bhatnagar A., Shukla V., Pandey A.P., Shaz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. Vol. 107. P. 96. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.12.331
  7. Tarasov B.P., Arbuzov A.A., Mozhzhukhin S.A., Volodin A.A., Fursikov P.V., Davids M.W., Adeniran J., Lototskyy M.V. // Inorganics. 2023. Vol. 11. Art. ID 290. doi: 10.3390/inorganics11070290
  8. Kryvutsa N., Eloy P., Hackens B., Hermans S. // Mol. Catal. 2023. Vol. 545. Art. ID 113222. doi: 10.1016/j.mcat.2023.113222
  9. Wang H., Robinson J.T., Diankov G., Dai H. // J. Am. Chem. Soc. 2010. Vol. 132. P. 3270. doi: 10.1021/ja100329d
  10. Арбузов А.А., Мурадян В.Е., Тарасов Б.П., Соколов Е.А., Бабенко С.Д. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 5. С. 663; Arbuzov A.A., Muradyan V.E., Tarasov B.P., Sokolov E.A., Babenko S.D. // Russ. J. Phys. Chem. 2016. Vol. 90. N 5. P. 907. doi: 10.1134/S0036024416050071
  11. Tucek J., Sofer Z., Bousa D., Pumera M., Hola K., Mala A., Polakova K., Havrdova M., Cepe K., Tomanec O., Zboril R. // Nat. Commun. 2016. Vol. 7. Art. ID 12879. doi: 10.1038/ncomms12879
  12. Khannanov A., Kiiamov A., Valimukhametova A., Tayurskii D.A., Börrnert F., Kaiser U., Eigler S., Vagizov F.G., Dimiev A.M. // J. Am. Chem. Soc. 2018. Vol. 140. P. 9051. doi: 10.1021/jacs.8b04829
  13. Chen Y., Song B., Tang X., Lu L., Xue J. // J. Mater. Chem. 2012. Vol. 22. P. 17656. doi: 10.1039/C2JM32057F
  14. Zhang K., Liu1 Y., Liu Y., Yan Y., Ma G., Zhong B., Che R., Huang X. // Nano-Micro Lett. 2024. Vol. 16. Art. ID 66. doi: 10.1007/s40820-023-01280-6
  15. Luo Zh., Quan J., Ding T., Xu B., Li W., Mao Q., Ma W., Li M., Xiang H., Zhu M. // J. Alloys Compd. 2024. Vol. 980. Art. ID 173614. doi: 10.1016/j.jallcom.2024.173614
  16. Nguyen Q.X.T., Dang T.-D., Cao H.H., La D.D. // Microchem. J. 2025. Vol. 212. Art. ID 113418. doi: 10.1016/j.microc.2025.113418
  17. Liu X., Xiang J., Xue Y., Zhao J., Ma X., Ge L., Li F., Gai P. // Sens. Actuators (B). 2025. Vol. 440. Art. ID 137931. doi: 10.1016/j.snb.2025.137931
  18. Tang Y., Zhou J., Chen W., Chai H., Li Y., Feng Zh., Dai X. // Mol. Catal. 2019. Vol. 476. Art. ID 110524. doi: 10.1016/j.mcat.2019.110524
  19. Hong S., Kauppinen M.M., Miu E.V., Mpourmpakis G., Grönbeck H. // Cat. Sci. Tech. 2023. Vol. 13. P. 6999. doi: 10.1039/d3cy01335a
  20. Alatalo S.-M., Daneshvar E., Kinnunen N., Meščeriakovas A., Thangaraj S.K., Jänis J., Tsang D.C.W., Bhatnagar A., Lähde A. // Chem. Eng. J. 2019. Vol. 373. P. 821. doi: 10.1016/j.cej.2019.05.118
  21. Liang J., Liu J., Guo L., Wang W., Wang Ch., Gao W., Guo X., He Y., Yang G., Yasuda Sh., Liang B., Tsubaki N. // Nat. Commun. 2024. Vol. 15. P. 512. doi: 10.1038/s41467-024-44763-9
  22. Zhou D., Cui K., Zhou Zh., Liu Ch., Zhao W., Li P., Qu X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. Vol. 46. P. 34369. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.07.230
  23. Soni P.K., Bhatnagar A., Shukla V., Shaz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. Vol. 47. P. 21391. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.04.264
  24. Арбузов А.А., Мурадян В.Е., Тарасов Б.П. // Изв. АН. Сер. хим. 2013. № 9. C. 1962; Arbuzov A.A., Muradyan V.E., Tarasov B.P. // Russ. Chem. Bull. 2013. Vol. 62. N 9. P. 1962. doi: 10.1007/s11172-013-0284-x
  25. Hummers W.S., Offeman R.E. // J. Am. Chem. Soc. 1957. Vol. 80. P. 1339. doi: 10.1021/ja01539a017
  26. Huh S.H. // Carbon. 2014. Vol. 78. P. 617. doi: 10.1016/j.carbon.2014.07.034
  27. Park S., An J., Potts J.R., Velamakanni A., Murali Sh., Ruoff R.S. // Carbon. 2011. Vol. 49. P. 3019. doi: 10.1016/j.carbon.2011.02.071
  28. Чуев М.А. // Кристаллография. 2020. Т. 65. № 3. С. 402; Chuev M.A. // Crystallogr. Rep. 2020. Vol. 65. N 3. P. 387. doi: 10.1134/S1063774520030098
  29. Ajinkya N., Yu X., Kaithal P., Luo H., Somani P., Ramakrishna S. // Materials. 2020. Vol. 13. Art. ID 4644. doi: 10.3390/ma13204644
  30. Васильева Е.С., Толочко О.В., Семенов В.Г., Володин В.С., Kim D. // ПЖТФ. Т. 33. № 1. С. 81; Vasil’eva E.S., Tolochko O.V., Semenov V.G., Volodin V.S., Kim D. // Tech. Phys. Lett. 2007. Vol. 33. N 1. P. 40. doi: 10.1134/S1063785007010117
  31. Borysiuk J., Grabias A., Szczytko J., Bystrzejewski M., Twardowski A., Lange H. // Carbon. 2008. Vol. 46. N 13. P. 1693. doi: 10.1016/j.carbon.2008.07.011
  32. Цурин В.А., Ермаков А.Е., Уймин М.А., Мысик А.А., Щеголева Н.Н., Гавико В.С., Майков В.В. // Физика твердого тела. 2014. Т. 56. № 2. С. 287; Tsurin V.A., Yermakov A.Y., Uimin M.A., Mysik A.A., Shchegoleva N.N., Gaviko V.S., Maikov V.V. // Phys. Solid State. 2014. Vol. 56. N 2. P. 287. doi: 10.1134/S1063783414020309
  33. Киселева Т.Ю., Новакова А.А., Григорьева Т.Ф., Ляхов Н.З. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 3. С. 358; Kiseleva T.Yu., Novakova A.A., Grigoreva T.F., Lyakhov N.Z. // Crystallogr. Rep. 2023. Vol. 68. N 3. P. 363. doi: 10.1134/S1063774523700037
  34. Тюменцева А.В., Горбенко А.С., Ярославцев Р.Н., Столяр С.В., Герасимова Ю.В., Комогорцев С.В., Баюков О.А., Князев Ю.В., Волочаев М.Н., Ольховский И.А., Исхаков Р.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 9. С. 1257; Tyumentseva A.V., Gorbenko A.S., Yaroslavtsev R.N., Stolyar S.V., Olkhovskiy I.A., Gerasimova Y.V., Komogortsev S.V., Bayukov O.A., Knyazev Y.V., Volochaev M.N., Iskhakov R.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. Vol. 85. N 9. P. 965. doi: 10.31857/S0367676521090180
  35. Larson A.C., Von Dreele R.B. General Structure Analysis System (GSAS). Report LAUR 86-748 (Los Alamos). 2004.
  36. Klencsár Z., Kuzmann E., Vértes A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1996. Vol. 210. N 1. P. 105. doi: 10.1007/BF02055410

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».