Исследование влияния температуры на процесс восстановления оксида графена
123 37
Ключевые слова:
графен, оксид графена, температурно-восстановленный графен, Рамановская спектроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, энерго-дисперсионный анализАннотация
В данной работе представлены результаты по восстановлению оксида графена. Было изучено влияние температур: 150 °С, 300 °С, 500 °С, 900 °С в атмосфере водорода на структуру и состав функционализированного графена. Показаны положения и соотношение Рамановских пиков оксида графена и температурно-восстановленного графена (ТВГ). Были сняты микрофотографии на сканирующем электронном микроскопе, а также методом ЭДС был определен элементный состав ТВГ при различных температурах. Полученные результаты по элементному анализу хорошо согласуются с данными по потери массы ТВГ, что в свою очередь объясняется удалением функциональных групп
Библиографические ссылки
1. Ilyin A.M., Beall G.W. Computer simulation of graphene-metal composite induced by radiation // NanoTech Conference & Expo-2011. – 2011. – P. 574-576.
2. Байгаринова Г.А., Мырзабекова М.М., Тулегенова М.А., Гусейнов Н.Р., Ильин А.М. Получение и исследование новых компостных материалов полимер-графен // Вестник КазНУ, сер. физическая. - 2013. - № 4(47). - P.23-29.
3. Мырзабекова М.М., Байгаринова Г.А., Гусейнов Н.Р., Ильин А.М. Определение характера проводимости композитов на полимерной основе с наполнителями из графены и его родственных структур // Вестник КазНУ, серия физическая. - 2015. -№1(52). - С.60-66.
4. Байгаринова Г.А., Мырзабекова М.М., Гусейнов Н.Р. Изучение свойств новых полимерных композитных материалов с наполнителями из графены и его производных структур // Тезисы докл. Междунар. Конф. студентов и молодых ученых «Фараби алеми». - Алматы, 8-10 апреля 2014. - С. 177.
5. Мырзабекова М.М., Байгаринова Г.А., Гусейнов Н.Р. Восстановление и исследование оксида графена // Тезисы докл. Междунар. Конф. студентов и молодых ученых «Фараби алеми». - Алматы, 8-10 апреля 2014. - С. 200.
6. Dimiev A.M. and Tour J.M. Mechanism of Graphene Oxide Formation // ACS Nano. – 2014. – Vol 8 (3). – P.3060–3068.
7. Kuila T., Bose S., Mishra A.K., Khanra P., Kim N.H., Lee J.H. Chemical functionalization of graphene and its applications // Prog Mater Sci. – 2012. – Vol 57(7). – P.1061-105.
8. Eda G., Chhowalla M. Chemically derived graphene oxide: towards large-area thin-film electronics and optoelectronics // Adv Mater. – 2010. – Vol 22(22). – P.2392–415.
9. Stankovich S., Dikin D.A., Piner R.D., Kohlhaas K.A., Kleinhammes A., Jia Y., et al. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide. // Carbon. – 2007. – Vol 45. – P.1558–65.
10. Kaniyoor A., Baby T.T., Arockiadoss T., Rajalakshmi N., Ramaprabhu S. Wrinkled graphenes: A study on the effects of synthesis parameters on exfoliation-reduction of graphite oxide // J Phys Chem C. – 2011. – Vol 115. – P. 17660–9.
11. Sundaram R.S., Gomez-Navarro C., Balasubramanian K., Burghard M., Kern K. Electrochemical modification of graphene // Adv Mater. – 2008. – Vol 20. – P.3050–3.
12. Seung Hun Huh Thermal Reduction of Graphene Oxide // Physics and Applications of Graphene - Experiments, Dr. Sergey Mikhailov (Ed.), 2011. – P. 87-89.
13. Coats A. W., Redfern J.P., 1963. / Thermogravimetric Analysis: A Review // Analyst. – N 88 (1053). – P. 906–924 https://en.wikipedia.org/wiki/Thermogravimetric_analysis.
14. Sun P., Wang Y., Liu H., Wang K., Wu D., Xu Z., Zhu H. Structure Evolution of Graphene Oxide during Thermally Driven Phase Transformation: Is the Oxygen Content Really Preserved? // Thermal Induced Structure Evolution of Graphene Oxide. – 2014. – Vol 9, Is 11. – Р. 1-7.
15. Kumar P.V., Bardhan N.M., Tongay S., Wu J., Belcher A.M. and Grossman J.C. Scalable enhancement of graphene oxide properties by thermally driven phase transformation. // Nature chemistry. – 2014. – Vol. 6. – Р. 151-157.
16. JIa Tian-Tiana, Sun Bao-Zhenb, Lin Hua-Xianga, Li Yia, Chen Wen-Kaia. Bonding of Hydroxyl and Epoxy Groups on Graphene: Insights from Density Functional Calculations // Chinese Journal of Structural Chemistry. – 2013. – Vol 32. No. 10. – Р. 1475–1484.
17. Si Zhou & Angelo Bongiorno. Origin of the Chemical and Kinetic Stability of Graphene Oxid. // Scientific Reports. – 2013. – Vol 3: 2484. – Р. 1-6.
References
1. A.M. Ilyin, G.W. Beall, NanoTech Conference & Expo-2011, 574-576, (2011).
2. G.A. Baygarinova, M.M. Myrzabekova, M.A. Tulegenova, N.R. Guseinov, A.M. Ilyin, KazNU bulletin, Physics series, 4(47), 23-29, (2013). (in russ.)
3. M.M. Myrzabekova, G.A. Baygarinova, N.R. Guseinov, A.M. Ilyin, KazNU bulletin, Physics series, 1(52), 60-66, (2015). (in russ.)
4. G.A. Baygarinova, M.M. Myrzabekova, N.R. Guseinov, Tezisy dokl. Mezhdunarod. konferencia studentov i molodykh uchenykh “Farabi alemi”, Almaty, 8-10 aprelya 2014, 177. (in russ.)
5. M.M. Myrzabekova, G.A. Baygarinova, N.R. Guseinov, Tezisy dokl. Mezhdunarod. konferencia studentov i molodykh uchenykh “Farabi alemi”, Almaty, 8-10 aprelya 2014, 200. (in russ.)
6. A.M. Dimiev and J.M. Tour, ACS Nano, 8 (3), 3060–3068, (2014).
7. T. Kuila, S. Bose, A.K. Mishra, P. Khanra, N.H. Kim, J.H. Lee, Prog Mater Sci., 57(7), 1061-105, (2012).
8. G. Eda, M. Chhowalla, Adv Mater., 22(22), 2392–415, (2010).
9. S. Stankovich, D.A. Dikin, R.D. Piner, K.A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, et al., Carbon, 45, 1558–65, (2007).
10. A. Kaniyoor, T.T. Baby, T. Arockiadoss, N. Rajalakshmi, S. Ramaprabhu, J Phys Chem C, 115, 17660–9, (2011).
11. R.S. Sundaram, C. Gomez-Navarro, K. Balasubramanian, M. Burghard, K..Kern, Adv Mater., 20, 3050–3, (2008).
12. Seung Hun Huh, Thermal Reduction of Graphene Oxide, Physics and Applications of Graphene - Experiments, Dr. Sergey Mikhailov (Ed.), 2011, 87-89.
13. A.W. Coats, J.P. Redfern, (1963); Thermogravimetric Analysis: A Review, Analyst. 88(1053), 906–924. https://en.wikipedia.org/wiki/Thermogravimetric_analysis
14. Pengzhan Sun , Yanlei Wang, He Liu , Kunlin Wang , Dehai Wu , Zhiping Xu, Hongwei Zhu, Thermal Induced Structure Evolution of Graphene Oxide, 9(11), 1-7, (2014).
15. Priyank V. Kumar, Neelkanth M. Bardhan, Sefaattin Tongay, Junqiao Wu, Angela M. Belcher and Jeffrey C. Grossman. Scalable enhancement of graphene oxide properties by thermally driven phase transformation. // Nature chemistry. – 2014. – Vol 6. – Р. 151-157.
16. JIA Tian-Tiana, Sun Bao-Zhenb, Lin Hua-Xianga, LI Yia, Chen Wen-Kaia, Chinese Journal of Structural Chemistry, 32(10), 1475–1484, (2013).
17. Si Zhou & Angelo Bongiorno, Scientific Reports, 3, 2484, 1-6, (2013).
2. Байгаринова Г.А., Мырзабекова М.М., Тулегенова М.А., Гусейнов Н.Р., Ильин А.М. Получение и исследование новых компостных материалов полимер-графен // Вестник КазНУ, сер. физическая. - 2013. - № 4(47). - P.23-29.
3. Мырзабекова М.М., Байгаринова Г.А., Гусейнов Н.Р., Ильин А.М. Определение характера проводимости композитов на полимерной основе с наполнителями из графены и его родственных структур // Вестник КазНУ, серия физическая. - 2015. -№1(52). - С.60-66.
4. Байгаринова Г.А., Мырзабекова М.М., Гусейнов Н.Р. Изучение свойств новых полимерных композитных материалов с наполнителями из графены и его производных структур // Тезисы докл. Междунар. Конф. студентов и молодых ученых «Фараби алеми». - Алматы, 8-10 апреля 2014. - С. 177.
5. Мырзабекова М.М., Байгаринова Г.А., Гусейнов Н.Р. Восстановление и исследование оксида графена // Тезисы докл. Междунар. Конф. студентов и молодых ученых «Фараби алеми». - Алматы, 8-10 апреля 2014. - С. 200.
6. Dimiev A.M. and Tour J.M. Mechanism of Graphene Oxide Formation // ACS Nano. – 2014. – Vol 8 (3). – P.3060–3068.
7. Kuila T., Bose S., Mishra A.K., Khanra P., Kim N.H., Lee J.H. Chemical functionalization of graphene and its applications // Prog Mater Sci. – 2012. – Vol 57(7). – P.1061-105.
8. Eda G., Chhowalla M. Chemically derived graphene oxide: towards large-area thin-film electronics and optoelectronics // Adv Mater. – 2010. – Vol 22(22). – P.2392–415.
9. Stankovich S., Dikin D.A., Piner R.D., Kohlhaas K.A., Kleinhammes A., Jia Y., et al. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide. // Carbon. – 2007. – Vol 45. – P.1558–65.
10. Kaniyoor A., Baby T.T., Arockiadoss T., Rajalakshmi N., Ramaprabhu S. Wrinkled graphenes: A study on the effects of synthesis parameters on exfoliation-reduction of graphite oxide // J Phys Chem C. – 2011. – Vol 115. – P. 17660–9.
11. Sundaram R.S., Gomez-Navarro C., Balasubramanian K., Burghard M., Kern K. Electrochemical modification of graphene // Adv Mater. – 2008. – Vol 20. – P.3050–3.
12. Seung Hun Huh Thermal Reduction of Graphene Oxide // Physics and Applications of Graphene - Experiments, Dr. Sergey Mikhailov (Ed.), 2011. – P. 87-89.
13. Coats A. W., Redfern J.P., 1963. / Thermogravimetric Analysis: A Review // Analyst. – N 88 (1053). – P. 906–924 https://en.wikipedia.org/wiki/Thermogravimetric_analysis.
14. Sun P., Wang Y., Liu H., Wang K., Wu D., Xu Z., Zhu H. Structure Evolution of Graphene Oxide during Thermally Driven Phase Transformation: Is the Oxygen Content Really Preserved? // Thermal Induced Structure Evolution of Graphene Oxide. – 2014. – Vol 9, Is 11. – Р. 1-7.
15. Kumar P.V., Bardhan N.M., Tongay S., Wu J., Belcher A.M. and Grossman J.C. Scalable enhancement of graphene oxide properties by thermally driven phase transformation. // Nature chemistry. – 2014. – Vol. 6. – Р. 151-157.
16. JIa Tian-Tiana, Sun Bao-Zhenb, Lin Hua-Xianga, Li Yia, Chen Wen-Kaia. Bonding of Hydroxyl and Epoxy Groups on Graphene: Insights from Density Functional Calculations // Chinese Journal of Structural Chemistry. – 2013. – Vol 32. No. 10. – Р. 1475–1484.
17. Si Zhou & Angelo Bongiorno. Origin of the Chemical and Kinetic Stability of Graphene Oxid. // Scientific Reports. – 2013. – Vol 3: 2484. – Р. 1-6.
References
1. A.M. Ilyin, G.W. Beall, NanoTech Conference & Expo-2011, 574-576, (2011).
2. G.A. Baygarinova, M.M. Myrzabekova, M.A. Tulegenova, N.R. Guseinov, A.M. Ilyin, KazNU bulletin, Physics series, 4(47), 23-29, (2013). (in russ.)
3. M.M. Myrzabekova, G.A. Baygarinova, N.R. Guseinov, A.M. Ilyin, KazNU bulletin, Physics series, 1(52), 60-66, (2015). (in russ.)
4. G.A. Baygarinova, M.M. Myrzabekova, N.R. Guseinov, Tezisy dokl. Mezhdunarod. konferencia studentov i molodykh uchenykh “Farabi alemi”, Almaty, 8-10 aprelya 2014, 177. (in russ.)
5. M.M. Myrzabekova, G.A. Baygarinova, N.R. Guseinov, Tezisy dokl. Mezhdunarod. konferencia studentov i molodykh uchenykh “Farabi alemi”, Almaty, 8-10 aprelya 2014, 200. (in russ.)
6. A.M. Dimiev and J.M. Tour, ACS Nano, 8 (3), 3060–3068, (2014).
7. T. Kuila, S. Bose, A.K. Mishra, P. Khanra, N.H. Kim, J.H. Lee, Prog Mater Sci., 57(7), 1061-105, (2012).
8. G. Eda, M. Chhowalla, Adv Mater., 22(22), 2392–415, (2010).
9. S. Stankovich, D.A. Dikin, R.D. Piner, K.A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, et al., Carbon, 45, 1558–65, (2007).
10. A. Kaniyoor, T.T. Baby, T. Arockiadoss, N. Rajalakshmi, S. Ramaprabhu, J Phys Chem C, 115, 17660–9, (2011).
11. R.S. Sundaram, C. Gomez-Navarro, K. Balasubramanian, M. Burghard, K..Kern, Adv Mater., 20, 3050–3, (2008).
12. Seung Hun Huh, Thermal Reduction of Graphene Oxide, Physics and Applications of Graphene - Experiments, Dr. Sergey Mikhailov (Ed.), 2011, 87-89.
13. A.W. Coats, J.P. Redfern, (1963); Thermogravimetric Analysis: A Review, Analyst. 88(1053), 906–924. https://en.wikipedia.org/wiki/Thermogravimetric_analysis
14. Pengzhan Sun , Yanlei Wang, He Liu , Kunlin Wang , Dehai Wu , Zhiping Xu, Hongwei Zhu, Thermal Induced Structure Evolution of Graphene Oxide, 9(11), 1-7, (2014).
15. Priyank V. Kumar, Neelkanth M. Bardhan, Sefaattin Tongay, Junqiao Wu, Angela M. Belcher and Jeffrey C. Grossman. Scalable enhancement of graphene oxide properties by thermally driven phase transformation. // Nature chemistry. – 2014. – Vol 6. – Р. 151-157.
16. JIA Tian-Tiana, Sun Bao-Zhenb, Lin Hua-Xianga, LI Yia, Chen Wen-Kaia, Chinese Journal of Structural Chemistry, 32(10), 1475–1484, (2013).
17. Si Zhou & Angelo Bongiorno, Scientific Reports, 3, 2484, 1-6, (2013).
Загрузки
Как цитировать
Kuanyshbekov, T., Tulegenova М., Baigarinova, G., Guseinov, N., & Ilyin, A. (2017). Исследование влияния температуры на процесс восстановления оксида графена. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), 61(2), 18–23. извлечено от https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/528
Выпуск
Раздел
Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука
