БЕЛСЕНДІРІЛГЕН КӨМІРДЕН ХАММЕРС ӘДІСІ АРҚЫЛЫ ГРАФЕН ОКСИДІН (ГО) АЛУ ЖӘНЕ ОНЫ ЗЕРТТЕУ

Көміртекті материалдар электроникада, медицинада, сорбциялық материалдар дайындауда жиі қолданылады. Бұндай материалдарға графит, графен, графиттен алынған графен оксиді (ГО) және белсендірілген көмірден синтезделген графен оксиді (БК-ГО) тәрізді материалдар кең қолданысқа түсуде. Бұл мақалада белсендірілген көмірден синтезделген графен оксидінің (БК-ГО) графиттен алынған ГО-дан айырмашылығы, кемшілігі, артықшылығы аталып өтеді. Зерттеу барысында белсендірілген көмірді Хаммерс әдісімен тотықтырып, биополимер карбоксиметилцеллюлозамен (КМЦ) 1/1, 1/3, 3/1 қатынастарында алынған композитті материалдар инфра қызыл, ультракүлгін-спектроcкопия және оптикалық әдістер арқылы зерттелді. Зерттеу нәтижелері негізінде алынған композитті материалдардың инфра қызыл спектрі 724 см^-1 жұтылу аймағында -СО-ОН топтары және 944 см^-1 аймағында С-Н топтары анықталды. Физикалық және механикалық қасиеттеріне байланысты оптималды қатынас алынды. Ультракүлгін спектріне сәйкес C=O эфирлік байланысы 226 нм толық ұзындықтағы жұтылуын көрсетті. Синтезделген материалдардың (БК, БК-ГО, БК-ГО/КМЦ) беттік морфологиясы оптикалық және сканерлеуші электронды микроскоптар (СЭМ) көмегімен зерттелді. Нәтижесінде БК-ГО материалының шашыраңқы орналасқан тастар тәрізіді екені анықталды. Сканерлеуші электронды микроскопта зерттелетін материалдардың хаосты структураға ие екені және байланыстырғыш КМЦ-ны БК-ГО қосу барысында оптималды БК-ГО/КМЦ 1/1 қатынасында алынған материал бойындағы кеуектердің оттекті функционалды топтармен қапталғаны байқалды. Зерттеу нәтижелері бойынша БК-ГО материалының қасиеттері жағынан графиттен алынған ГО ұқсас екені анықталды. Экономикалық жағынан бұл материалдардың басқа көміртекті композиттерден артықшылығы синтез қарапайымдылығы және шикізат көзінің қолжетімділігінде.

1. Syakir N., Saragi N., Fitrilawati F., Maryati Y., Widyaiswari U., Puspitasari D., Risdiana R. (2021) Magnetic Characteristics of Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide. Materials Science Forum, 1028:296–301. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1028.296.

2. Bilal M., Li J., Landskron K. (2022) Activated Carbon Electrodes Improved Sorption Capacity for Supercapacitive Swing Adsorption of Carbon Dioxide. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2022-26fbs-v2.

3. Kuanyshbekov T., Sagdollin Z., Zhasasynov E., Kaiyrbekov N., Akatan K., Kabdrakhmanova S., Kantay N., Tolepov Z., Tulegenova M., Beisebekov M. (2022) SYNTHESIS OF COMPOSITE MEMBRANE BASED ON GRAPHENE OXIDE AND NANOSTARCH, NNC RK Bulletin. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2022-3-94-99.

4. Wang R., Ma Q., Zhang H., Ma Z., Yang R., Zhu J.Y. (2019) Producing Conductive Graphene – Nanocellulose Paper in One – pot, Journal of Polymers and the Environment, no. 27, pp. 148–157. https://doi.org/10.1007/s10924-018-1330-4.

5. Nayak J., Vashishtha A. (2018) Synthesis, Characterization and Preparation of Nanocellulose and different Cellulose/Nanocellulose/Graphene Composites from Cassava root and it’s Potential Application for Pesticide Adsorption from water, vol. 5, Issue 4. https://doi.org/10.1729/Journal.18989.

6. Ray S. (2015) Application and Uses of Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide. Applications of Graphene and Graphene-Oxide Based Nanomaterials , pp. 39–55. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-37521-4.00002-9.

7. Yang Z., Ju X., Liao H., Meng Z., Ning H., Li Y., Chen Z., Long J. (2021) Preparation of Activated Carbon Doped with Graphene Oxide Porous Materials and Their High Gas Adsorption Performance. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02416.

8. Matos I., Bernardo M., Fonseca I. (2017) Porous carbon: a versatile material for catalysis. Catal Today, no. 285, pp. 194–203. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.01.039.

9. Nayak J., Vashishtha A. (2018) Synthesis, Characterization and Preparation of Nanocellulose and different Cellulose/Nanocellulose/Graphene Composites from Cassava root and its Potential Application for Pesticide Adsorption from water. https://doi.org/10.1729/Journal.18989.

10. Kuanyshbekov T., Sagdollin Z., Zhasasynov E., Akatan K., Kurbanova B., Guseinov N., Tolepov Z., Kantay N., Beisebekov M. (2023) Composite Membrane Based on Graphene Oxide and Carboxymethylcellulose from Local Kazakh Raw Materials for Possible Applications in Electronic Devices. J. Compos. Sci., no. 7, 342. https://doi.org/10.3390/jcs7080342 Academic Editor: Jian Zhang Chen Received: 3 August 2023 Revised: 11 August 2023 Accepted: 15 August 2023 Published: 21 August 2023.

11. Sahu K., Dhonde M., Murty V. (2021) Preparation of copper/TiO2/ graphene oxide ternary nanocomposites and their structural, surface morphology, and optical properties. Journal of Materials Science: Materials in Electronics https://doi.org/10.1007/s10854-021-06148-2.

12. Shivananda C.S., Madhu S., Poojitha G., Sudarshan A.R., Jeethendra S., Reddy K.N. (2023) Structural, chemical and morphological properties of graphite powder, graphene oxide and reduced graphene oxide. Materials Today Proceedings, 89(9). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.04.608.

13. Kuanyshbekov T., Guseinov N., Tolepov Z., Kurbanova B., Tulegenova M., Akatan K., Kantay N., Zhasasynov E. (2023) Thermally Reduced Graphene Oxide Membranes From Local Kazakhstan Graphite “Ognevsky”. ChemistrySelect, 8(42). https://doi.org/10.1002/slct.202301746.

14. Wang Z., Nie E., Li J., Yang M., Zhao Y., Luo X., Zheng Z. (2012) Equilibrium and kinetics of adsorption of phosphateonto iron-doped activated carbon Environ Sci Pollut Res, 19:2908–2917. https://doi.org/10.1007/s11356-012-0799-y.

15. Chafidz A., Astuti W., Augustia V., Novira D.T., Rofiah N. (2018) Removal of methyl violet dye via adsorption using activated carbon prepared from Randu sawdust (Ceiba pentandra). IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 167(1):012013. https://doi.org/10.1088/1755-1315/167/1/012013.

16. Mansouri L., Benghanem S., Elkolli M., Mahmoud B. (2020) Chemical and biological behaviours of hydrogels based on oxidized carboxymethylcellulose coupled to chitosan. Polymer Bulletin, 77(1). https://doi.org/10.1007/s00289-019-02712-3.