Синтез і властивості пластіців оксиду графену для створення прозорих тонких плівок

Автор(и)

  • Р. Абасзаде Інститут фізики, Азербайджанська національна академія наук
  • С. Мамедова Інститут фізики, Азербайджанська національна академія наук
  • Ф. Агаєв Азербайджанський державний університет нафти і промисловості
  • С. Будзуляк Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАНУ
  • О. Капуш Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАНУ
  • М. Мамедова Національне аерокосмічне агентство, Міністерство оборонної промисловості Азербайджанської республіки
  • А.М. Набієв Бакинський державний університет
  • В. Коцюбинський Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.22.3.595-601

Ключові слова:

оксид графену, СЕМ, ДСК, раманівський аналіз, рентгенівська діагностика

Анотація

В роботі були синтезовані  пластівці оксиду графену (GO) великого розміру за методом Хаммера та досліджували їх придатність для виготовлення прозорих нанокомпозитів. Отримані тонкі GO-пластівці всебічно досліджувалися за допомогою рентгенівської дифрактометрії, скануючої електронної мікроскопії (SEM), методами енергодисперсійного рентгенівського аналізу (EDX), комбінаційного розсіювання світла (КРС) та диференційної скануючої калориметрії (DSC). Дифракція рентгенівських променів показала пік оксиду графена при 9°, що є характерним піком GO і узгоджується з літературними даними. Розміри синтезованих пластинок, згідно дослідженння SEM, складають: 14,8 мкм - бічні частини та 0.31 мкм  - товщина, а отже вдалося синтезувати масштабні, тонкі та прозорі GO-сруктури методом Хаммера, використовуючи звичайний дисперсний графіт. Вимірювання EDX вказують на утворення шаруватої структури з кисневмісними функціональними групами. Співвідношення інтенсивності між піками D та G у спектрах КРС доводить, що синтезовано малодефектні GO-структури. Розчинна здатність синтезованого матеріалу свідчить про високу якість отриманих структур та робить його ефективним розчинним матеріалом завдяки кисневмісним групам, що утворюються на площині графена в процесі синтезу.  На високу термостійкість отриманих GO-структур (аж до2000 °С) вказують результати аналізу даних диференційної скануючої калориметрії. Завдяки високим розчинним властивостям, великим латеральним розмірам та прозорості отримані GO-пластівці можуть бути використані у виробництві прозорих нанокомпозитів для заміни провідників типу ITO у сонячних панелях, біомедичних застосувань та мікрохвильових поглиначів (EMI) для захисту середовища від електромагнітних перешкод.

Посилання

Y. Zhu, et al., Advanced Materials 22, 3906 (2010); https://doi.org/10.1002/chin.201045227.

S.R. Figarova, E.M. Aliyev, R.G. Abaszade, R.I. Alekberov, V.R. Figarov, Journal of Nano Research 67, 25 (2021); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JNanoR.67.25.

X. Li, et al. Nano Lett. 9 , 4359 (2009); https://doi.org/10.1021/nl902623y.

S. Park, R.S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 4, 217 (2009); http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2009.58.

G. Eda, G. Fanchini, M.Chhowalla, Nat. Nanotechnoly 270 ( 2008).

Zheng, Qingbin, et al., ACS Nano 5, 6039 (2011); https://doi.org/10.1021/nn2018683.

A. Nekahi, et al., Applied Surface Science 295, 59 (2014); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.01.004.

H.W. Shixin et al., ACS Nano 5, 5038 (2011); https://doi.org/10.1021/nn102803q.

K.K. Choi, S. Ahn, Transactions on Electrical and Electronic Materials 21, 1, (2020); https://doi.org/10.1007/s42341-020-00231-x.

B.C. Brodie, Philosophical Transactions of the Royal Society of London 149, 249. (1859); https://doi.org/10.1098/rstl.1859.0013.

L. Staudenmaier. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 31, 1481 (1898); https://doi.org/10.1002/cber.18980310237.

Jr. Hummers., R.E. Offeman, Journal of Chemical Society 80, 1339 (1958); https://doi.org/10.1021/ja01539a017.

F.T. Johra, J.W. Lee, W.G. Jung, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 20, 2883 (2014); https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.11.022.

H. Saleem, M. Haneef, H.Y. Abbasi, Materials Chemistry and Physics 204, 1 (2018); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.10.020.

W.C. Oh, F.J. Zhang, Asian Journal of Chemistry 23, 875 (2011); https://doi.org/10.14233/ajchem.2015.18225.

L. Dong, J. Yang, M. Chowalla et all., Chem.Soc Rev. 46, 7306 (2017); https://doi.org/10.1039/C7CS00485K.

S. Stankovich, D.A. Dikin, R.D. Piner et all., Carbon 45, 1558 (2007); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.02.034.

M. Muniyalakshmi, K. Sethuraman, D. Silambarasan. Materials Today: Proceedings 4, 235 (2019); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.375.

D. Kostiuk, M. Bodik, P. Siffalovic, J. Raman Spectrosc. 1 (2015); https://doi.org/10.1002/jrs.4843.

Sh. Pan, I.A. Aksay, ACS Nano 5, 4073 ( 2011); https://doi.org/10.1021/nn200666r.

Y.J. Tang, Y. Wang, X. Wang, Adv. Energy Mater. 6, 160 (2016); https://doi.org/10.1002/aenm.201600116.

P. Xu, T. Xu, H. Yu, IEEE 29th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), 535 (2016).

Web-source: https://www.ieee-ras.org/about-ras/ras-calendar/event/723-mems-2016-ieee-international-conference-on-micro-electro-mechanical-systems.

A.G. Bannov, M.V. Popov, P.B. Kurmashov, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 22, 15 (2020); https://doi.org/10.1007/s10973-020-09647-2.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-09-28

Як цитувати

Абасзаде, Р., Мамедова, С., Агаєв, Ф., Будзуляк, С., Капуш, О., Мамедова, М., … Коцюбинський, В. (2021). Синтез і властивості пластіців оксиду графену для створення прозорих тонких плівок. Фізика і хімія твердого тіла, 22(3), 595–601. https://doi.org/10.15330/pcss.22.3.595-601

Номер

Розділ

Фізико-математичні науки