Синтез наноблоків терморозширеного графіту з гідрофільною поверхнею

Abstract

Запропоновано метод гідрофілізації теморозширеного графіту (ТРГ) шляхом його рідкофазної обробки в суміші сірчаної та азотної кислот. В результаті ТРГ набуває властивості повністю змочуватися водою і може бути суспендований в водному середовищі. Методом ІЧ-спектроскопії підтверджено зміну хімічного складу поверхні ТРГ внаслідок зазначеної обробки, а титрометричним методом Бьома кількісно оцінений склад основних типів поверхневих кисневмісних функціональних груп, загальна концентрація яких сягає 9,1 ммоль/г. Встановлено, що гідрофілізація призводить до суттєвого зменшення товщини графенових наноблоків з відповідним зниженням кількості графенових шарів з 102 до 15.

A method of hydrophilization of expanded graphite (EG) by liquid-phase treatment in the mixture of sulphuric and nitric acids is presented. As a result, EG acquires the ability of a complete wetting with water and can be suspend in water. The changes of surface chemistry of EG resulting from such treatment was confirmed by IR spectroscopy. The Boehm titration enabled to estimate quantitatively the composition of main types of oxygen-containing surface functional groups whose overall concentration reached 9.1 mmol/g. Hydrophilization leads to a considerable decrease of the thickness of the EG nanoblocks and is accompanied by corresponding decrease of the number of graphene layers from 102 to 15.

Предложен метод гидрофилизации терморасширенного графита (ТРГ) путём жидкофазной обработки в смеси серной и азотной кислот. В результате ТРГ приобретает способность полностью смачивался водой и может быть суспендирован в водной среде. Методом ИК-спектроскопии подтверждено изменение химического состава поверхности ТРГ в результате указанной обработки, а титриметрическим методом Бьома количественно оценен состав основных типов поверхностных кислородсодержащих функциональных групп, концентрация которых достигает 9,1 ммоль/г. Установлено, что гидро-филизация приводит к существенному уменьшению толщины графеновых наноблоков с соответствующим снижением количества графеновых слоёв со 102 до 15.