ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)


Для цитирования:

Яковлева Е. В., Яковлев А. В., Краснов В. В., Целуйкин В. Н., Мостовой А. С., Курамина Н. Ю., Брудник С. В. Электрохимическое наноструктурирование графита для применения в химических источниках тока // Электрохимическая энергетика. 2020. Т. 20, вып. 1. С. 45-?. DOI: 10.18500/1608-4039-2020-20-1-45-54, EDN: HKGIPN

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 102)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
EDN: 
HKGIPN

Электрохимическое наноструктурирование графита для применения в химических источниках тока

Авторы: 
Яковлева Елена Владимировна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Яковлев Андрей Васильевич, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Краснов Владимир Васильевич, Энгельсский технологический институт Саратовского государственного технического университета
Целуйкин Виталий Николаевич, Энгельсский технологический институт Саратовского государственного технического университета
Мостовой Антон Станиславович, Энгельсский технологический институт Саратовского государственного технического университета
Курамина Наталия Юрьевна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Брудник Сергей Витальевич, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Аннотация: 

Приводятся результаты исследования электрохимического диспергирования чешуйчатого графита в серной кислоте. Показано, что наибольшая эффективность диспергирования достигается при использовании крупных фракций графита с размером частиц свыше 200 мкм. Установлено образование при анодном окислении графита структур многослойного оксида графена (ОГ) с толщиной 0.1–1.0 мкм и латеральными размерами до 100 мкм. Идентификация графеновых структур проводилась рентгенофазовым анализом и ИК-Фурье спектроскопией. Показана возможность получения свободных от основы пленок из частиц многослойного ОГ без участия связующего с перспективой применения их для создания гибких электродов суперконденсаторов и ХИТ.

Список источников: 

1. Sheng Yang, Martin R. Lohe, Klaus Mullen, Xinliang Feng. New-Generation Graphene from Electrochemical Approaches : Production and Applications // Advanced Materials. 2016. № 28. P. 6213–6221. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201505326

2. Revo S. L., Budzulyak I. M., Rachiy B. I., Kuzishin M. M. Electrode material for supercapacitors based on nanostructured carbon // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2013. Vol. 49. P. 68–72. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068375513010122

3. Parvez K., Wu Z.-S., Li R., Liu X., Graf R., Feng X., Mullen K. Exfoliation of Graphite into Graphene in Aqueous Solutions of Inorganic Salts // J. Am. Chem. Soc. 2014. Vol. 136, № 16. P. 6083–6091. DOI: https://doi.org/10.1021/ja5017156

4. Gomaa A. M. Ali, Mashitah M. Yusoff, Kwok Feng Chong. Graphene : electrochemical production and its energy storage properties // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Vol. 11, № 16. P. 9712–9717.

5. Jianyun Cao, Pei He, Mahdi A. Mohammed, Xin Zhao, Robert J. Young, Brian Derby, Ian A. Kinloch, Robert A. W. Dryfe Two-Step Electrochemical Intercalation and Oxidation of Graphite for the Mass Production of Graphene Oxide // J. Am. Chem. Soc. 2017. Vol. 139. P. 17446–17456. DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.7b08515

6. Рачий Б. И., Будзуляк И. М., Иваненко Е. А., Рево С. Л. Композиция «нанопористый углерод – термически расширенный графит» как эффективный электродный материал для суперконденсаторов // Электронная обработка материалов. 2015. Т. 51, № 5. С. 90–98.

7. Губин С. П., Рычагов А. Ю., Чупров П. Н., Ткачев С. В., Корнилов Д. Ю. Суперконденсатор на основе электрохимически восстановленного оксида графена // Электрохимическая энергетика. 2015. Т. 15, № 2. С. 57–63.

8. Суперконденсатор : пат. 2523425C2 Российская Федерация. МПК H01G9/042, H01G 11/36, H01M 6/8 ; заявл. 12.05.12 ; опубл. 20.07.14. 6 с.

9. Рычагов А. Ю., Вольфкович Ю. М., Воротынцев М. А., Квачева Л. Д., Конев Д. В. Перспективные электродные материалы для суперконденсаторов // Электрохимическая энергетика. 2012. Т. 12, № 4. С. 167–180.

10. Singh R., Tripathi C. C. Synthesis of Colloidal Graphene by Electrochemical Exfoliation of Graphite in Lithium Sulphate // Materials Today : Proceedings. 2018. Vol. 5, № 1. P. 973–979. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.173

11. Dreyer D. R., Jia H. P., Bielawski C. W. Graphene oxide : a convenient carbocatalyst for facilitating oxidation and hydration reactions // Angewandte Chemie International Edition Engl. 2010. Vol. 49, № 38. P. 6813–6816. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201002160.

12. Li Q., Guo X., Zhang Y., Zhang W., Ge C., Zhao L., Wang X., Zhang H., Chen J., Wang Z., Sun L. Porous graphene paper for supercapacitor applications // Journal of Materials Science and Technology. 2017. Vol. 33. P. 793–799. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2017.03.018.

13. Johnson D. W., Dobson B. P., Coleman K. S. A manufacturing perspective on graphene dispersions // Current Opinion in Colloid and Interface Science. 2015. Vol. 20, № 5–6. P. 367–382. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cocis.2015.11.004

14. Wang J., Salihi E. C., Siller L. Green reduction of graphene oxide using alanine // Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 72, № 3. P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseС. 2016.11.017

15. Zaaba N. I., Foo K. L., Hashima U., Tanb S. J., Liu W.-W., Voon C. H. Synthesis of Graphene Oxide using Modified Hummers Method : Solvent Influence // Procedia Engineering. 2017. Vol. 184. P. 469–477. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.118

16. Edwards R. S., Coleman K. S. Graphene synthesis : relationship to applications // Nanoscale. 2013. Vol. 5, № 1. P. 38–51. DOI: https://doi.org/10.1039/c2nr32629a.

17. Avouris P., Dimitrakopoulos C. Graphene : synthesis and applications // Materials Today. 2012. Vol. 15, № 3. P. 86–97. DOI: https://doi.org/10.1016/S1369-7021(12)70044-5

Поступила в редакцию: 
07.02.2020
Принята к публикации: 
24.02.2019
Опубликована: 
31.03.2020