ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГРАФЕНА

Графен может быть функционализирован различными группами атомов. В данной работе рассматривается наиболее изученный метод химической функционализации – окисление. В течение ряда лет постоянно совершенствуются различные методы синтеза графена, для обеспечения более безопасных и эффективных альтернатив. Хотя извлечение графена методом Хаммерса является одним из старейших методов, тем не менее, он является одним из наиболее подходящих методов для образования объемного графена. Графен может быть получен в виде восстановленного оксида графита, иногда также называемого оксидом графена. Эффективность этого процесса окисления можно оценить по величине отношения углерод/кислород полученного графена. В данной работе представлен синтез и физико-химический анализ ГО и ВГО. ГО был получен с использованием модифицированного метода Хаммерса, затем полученный ГО был подвергнут химическому восстановлению с использованием моногидрата гидразина. ГО и ВГО имели различную морфологию, качество, функциональные группы. Инфракрасный анализ показал наличие обильных кислородсодержащих функциональных групп в ГО по сравнению с ВГО. Результаты анализа показали, что ГО был успешно окислен из графита, тогда как ВГО был эффективно восстановлен из ГО.

1. Singh V., Joung D., Zhai L. // Graphene Based Materials: Past, Present and Future.Progress in Material Science. 2011. V. 56. P. 1178.

2. Pei S. // The Reduction of Graphene Oxide.Carbon. 2012. V. 50. P. 3210.

3. Stankovich S., Dikin D., Piner R.D. et al. // Synthesis of graphene based nanosheets via chemical reduction exfoliated grphie oxide. Carbon. 2007. V. 45. P. 1558.

4. Allen M.J., Tung V.C., Kaner R.B. // Honeycomb carbon: A review of graphene. Chemical Reviews 2010. V. 110. N LP.132.

5. Bae S., Kim H., Lee Y. // Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes. Nature Nanotechnology 2010. V. 5. N 8. P. 574−578.

6. Novoselov K., Fal V., Colombo L. Gellert P. // A roadmap for graphene.Nature. 2012. V. 490. N 7419. P. 192−200.

7. Offeman R., Hummers W. // Preparation of Graphitic Oxide.Journal of the American Chemical Society1958. V. 80. P. 1339−1339.

8. Bao Q., Eda G., Chhowalla M. // Graphene oxide as a chemically tunable platform for optical applications.Nature Chemistry 2010. V. 2. N 12. P. 1015−1024.

9. Park S., Ruoff R.S. // Chemical Methods for the Production of Graphenes. Nature Nanotechnology 2009. Vol. 4. N 4. P. 217−224.

10. Chen W., Yan L. // Preparation of graphene by a low-temperature thermal reduction at atmosphere pressure. Nanoscale. 2010. V. 2. P. 559.

11. Eda G., Fanchini G., Chhowalla M. // Large-area ultrathin films of reduced graphene oxide as a transparent and flexible electronic material. Nat. Nanotechnol. 2008. V. 3. N 5. P. 270−274.

12. Soldano C., Mahmood A., Dujardin E. // Production, properties and potential of graphene. Carbon. 2010. V. 48. N 8. P. 2127−2150.

13. Brodie B.C. // Sur le poids atomique du graphite. Ann. Chim. Phys. 1860. V. 59. P. 466−472.

14. Si Y.,Samulski E. T. // Synthesis of water soluble graphene. Nano Lett. - 2008. - V. 8. - P. 1679−1682.

15. Jeong, Hae-Kyung // Thermal stability of graphite oxide . Chem. Phys. Lett. - 2009. - V. 470.- P. 255−258.

16. Karthika P.,Rajalakshmi N., Dhathathreyan K. S. // Functionalized exfoliated graphene oxide as supercapacitor electrodes . Soft Nanosci. Lett. - 2012. - V. 2. - P. 59−66.

17. Galande Ch., Mohite A. D., Naumov A. V., Gao W., Ci L., Ajayan A., Gao H., Srivastava A., Weisman R. B., Ajayan P. M. // Quasi-molecular fluorescence from graphene oxide. Sci. Rep. - 2011. - V. 1 - P. 85

18. Min Fu,Qingze Jiao, Yun Zhao, Hansheng Li // Vapor diffusion synthesis of CoFe2O4 hollow sphere/graphene composites as absorbing materials. J. Mater. Chem. A. - 2014. - V. 2. - P. 735−744.

19. Беллами Л. Дж. Инфракрасные спектры сложных молекул. Пер. с англ. / Под ред. Ю. А. Пентина. – М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963. – 592 с

20. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: Пер с англ. - М.: Мир., 1991. – 536 с.

21. Joseph B. Lambert // Introduction to Organic Spectroscopy. New York : Macmillan, 1987.

22. D. P. Savitskyi, A. S. Makarov // Preparation of a colloidal graphene oxide solution from natural coal. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, № 6.

23. Dispersion in water: Single layer graphene oxide. URL: https://graphene−supermarket.com/Dispersion−in−Water−ingle−Layer−Graphene−Oxide−175−ml.html

24. Шульга Ю.М.,Баскаков С.А., Дремова Н.Н., Шульга Н.Ю.,. Скрылева Е.А. // Расслоение и восстановление оксида графита при микроволновом нагреве. Фундаментальная и прикладная физика. − 2012. − № 1. − С. 7-10.