Cd|KOH|NiOOH

Zn|NH4CI|MnO2

Li|LiClO4|MnO2

Pb|H2SO4|PbO2

H2|KOH|O2

Электрохимическое наноструктурирование графита для применения в химических источниках тока

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.

Литература

1. Sheng Yang, Martin R. Lohe, Klaus Müllen, 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., Müllen 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., Šiller 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

стр. 45
Текст в формате PDF:
(downloads: 34)