Доклады Академии наукДоклады Академии наукДоклады Академии наук0869-5652The Russian Academy of Sciences1778910.31857/S0869-56524885508-512Physical chemistryФизическая химияResearch ArticleTemplate method for graphene synthesisТемплатный метод получения графенаChesnokovV. V.ЧесноковВ. В.
Russian Federation
chesn@catalysis.ruChichkanA. S.ЧичканьА. С.
Russian Federation
AlexCsh@yandex.ruBediloA. F.БедилоА. Ф.
Russian Federation
chesn@catalysis.ruShuvarakovaE. I.ШувараковаЕ. И.
Russian Federation
chesn@catalysis.ruParmonV. N.ПармонВ. Н.
Russian Federation

Academician of the Russian Academy of Sciences

Академик РАН

chesn@catalysis.ruBoreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут катализа имени Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук2010201948855085121611201916112019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019, Российская академия наук2019Russian academy of sciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-5652/article/view/17789

A series of carbon-mineral composites with the carbon content varying from 1.5 to 12.2 wt.% was synthesized by MgO carbonization in 1,3-butadiene at 600 oC. The synthesized carbon-mineral composites were studied by EPR, XRD and transmission electron microscopy. It was shown by EPR that the MgO surface was completely covered with carbon after depositing 8-10 wt.% C. MgO from the composite was dissolved by treatment in hydrochloric acid. The surface area of the carbon samples obtained after the acid treatment was studied by thermal desorption of argon. It was shown that the synthesized carbon material consisted of several graphene layers. Specific surface area of the synthesized graphene had a maximum about 1800-1900 m2/g for samples obtained from C-MgO composites containing 8-10 wt.% C.

Синтезирована серия углерод-минеральных композитов с содержанием углерода от 1,5 до 12,2 мас.% при зауглероживании оксида магния в среде 1,3-бутадиена при температуре 600 °С. Синтезированные углерод-минеральные композиты исследованы методами ЭПР, рентгенофазового анализа и просвечивающей электронной микроскопии. Методом ЭПР показано, что после отложения 8-10 мас.% углерода поверхность оксида магния полностью блокируется. При обработке в соляной кислоте из углерод-минерального композита вытравили оксид магния. Методом термодесорбции аргона исследована удельная поверхность углеродных образцов, полученных после травления в кислоте. Показано, что синтезированный углерод представлял собой малослойный графен. Установлено, что удельная поверхность полученного графена проходит через максимум в зависимости от концентрации углерода в углерод-минеральном композите. Максимальная удельная поверхность графена наблюдается при травлении композитов 8-10 мас.% С/MgO и достигает 1800-1900 м2/г.

graphememagnesium oxide1,3-butadienecarbonizationграфеноксид магниябутадиен-1,3зауглероживаниеThis work was carried out as part of state assignment of the Institute of Catalysis of the SB RAS (project AAAA-A17-117041710084-2).Работа выполнена в рамках государственного задания Института катализа СО РАН (проект АААА-А17-117041710084-2). Peierls R.E. Quelques Proprietes Typiques des Corpses Solides // Ann. I.H. Poincare. 1935. V. 5. P. 177-222. Landau L.D. Zur Theorie der Phasenumwandlungen II // Phes. Z. Sowjetunion. 1937. V. 11. P. 26-35. Boehm H.P., Clauss A., Fischer, G.O., et al. Das Adsorptionsverhalten Sehr Dunner Kohlenstoff-Folien // Anorg. Allg. Chem. 1962. V. 316. P. 119-127. Алексеенко А.Г. Графен. М.: БИНОМ, 2014. 168 с. Novoselov K.S., Geim A.K. Morozov S.V., et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. 2004. V. 306. №5696. P. 666-669. Geim A.K., MacDonald A.H. Graphene: Exploring Carbon Flatland // Phys. Today. 2007. V. 60. №8. P. 35-41. Choi K., Ali A., Jo J. Randomly Oriented Graphene Flakes Film Fabrication from Graphite Gispersed in N-methyl-pyrrolidone by Using Electrohydrodynamic Atomization Technique // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2013. V. 24. №12. P. 4893-4900. Choucair M., Thordarson P., Stride J. Gram-scale Production of Graphene Based on Solvothermal Synthesis and Sonication // Nat. Nanotechnol. 2008. V. 4. P. 2-5. Schniepp H.C., Li J.-L., McAllister M.J., et al. Functionalized Single Graphene Sheets Derived from Splitting Graphite Oxide // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. №17. P. 8535-8539. Machac P., Fidler T., Cichon S., et al. Synthesis of Graphene on Co/SiC Structure // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2013. V. 24. №10. P. 3793-3799. Huang H., Chen W., Chen S., et al. Bottom-up Growth of Epitaxial Graphene on 6H-SiC (0001) // ACS Nano. 2008. V. 2, №12. P. 2513-2518. Emtsev K.V., Bostwick A., Horn K., et al. Towards Wafer-size Graphene Layers by Atmospheric Pressure Graphitization of Silicon Carbide // Nature. Mater. 2009. V. 8. №3. P. 203-207. Reina A., Thiele S., Jia X., et al. Growth of Large-Area Single- and Bi-Layer Graphene by Controlled Carbon Precipitation on Polycrystalline Ni Surfaces // Nano Res. 2009. V. 2. P. 509-516. Guermoune A., Chari T., Popescu F., et al. Chemical Vapor Deposition Synthesis of Graphene on Copper with Methanol, Ethanol, and Propanol Precursors // Carbon. 2011. V. 49. №13. P. 4204-4210. Heroux D.S., Volodin A.M., Zaikovskii V.I., et al. ESR and HRTEM Study of Carbon-Coated Nanocrystalline MgO // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. №10. P. 3140-3144.