Synthesis of Graphdiynes, Morphological Study, and Comparative Analysis of the Hydrogen Adsorption Properties of Graphenes and Graphdiynes

A. P. Soldatov; Солдатов А. П.; A. D. Budnyak; Будняк А. Д.; A. N. Kirichenko; Кириченко А. Н.; A. M. Ilolov; Илолов А. М.

doi:10.31857/S0044453723100229

Синтез графдинов, исследование их морфологии и сравнительный анализ водород-адсорбционных свойств графенов и графдинов

Авторы: Солдатов А.П.¹, Будняк А.Д.¹, Кириченко А.Н.², Илолов А.М.¹
Учреждения:
1. Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук
2. Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”
Выпуск: Том 97, № 10 (2023)
Страницы: 1457-1463
Раздел: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НАНОКЛАСТЕРОВ, СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ
Статья получена: 26.02.2025
Статья опубликована: 01.10.2023
URL: https://ruspoj.com/0044-4537/article/view/668643
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723100229
EDN: https://elibrary.ru/PNXVFH
ID: 668643

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Графдины (ГД) являются двухмерной углеродной наноструктурой, содержащей атомы углерода с sp- и sp²-гибридизацией, причем sp-гибридизированные атомы образуют сопряженные связи, входящие в состав линейных цепей, соединяющих 6-членные углеродные циклы. Результаты сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (СЭМ и ПЭМ), рентгеновской фотоэлектронной) спектроскопии (РФЭС) и рамановской спектроскопии показали, что ГД имеют однородную поверхность и содержат сопряженные –С≡С–С≡С-связи. Исследована водород-адсорбционная способность ГД и проведен сравнительный анализ адсорбции водорода в ГД, графенах, графеновых нанотрубках и графеновых структурах, сформированных на цеолитах. Показано существенное влияние подложки, на которой формируется углеродная наноструктура, на ее адсорбционную способность. Рассмотрена возможность и перспективность синтеза графенов на катализаторах для повышения их эффективности в процессах гидрирования.

Ключевые слова

графдиновые наноструктуры, синтез наноразмерных графдинов (ГД), исследование их морфологии, строение графдина, ацетиленовые связи в ГД, адсорбция водорода в углеродных наноструктурах, влияние морфологии и подложки

Список литературы

Balaban A.T., Rentia C.C., Ciupitu E. // Rev. Roum. Chim. 1968. V. 13. P. 231.
Baughman R., Eckhardt H., Kertesz M. // J. Chem. Phys. 1987. V. 87. № 11. P. 6687.
Ivanovskii A.L. // Prog. Solid State Chem. 2013. V. 41. № 1. P. 1.
Wan W.B., Brand S.C., Pak J.J. et al. // Chem. A Eur. J. 2000. V. 6. № 11. P. 2044.
Li G.X., Li Y.L., Liu H.B. et al. // Chem. Commun. 2010. V. 46. P. 3.
Li G., Li Y., Qian X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. P. 2611.
Zhou J., Gao X., Liu R. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 24. P. 7596.
Yang N., Liu Y., Wen H. et al. // Nano. 2013. V. 7. № 2. P. 1504.
Huang C., Zhang S., Liu H. et al. // Nano Energy. 2015. V. 11. P. 481.
Kuang C., Tang G., Jiu T. et al. // Nano Lett. 2015. V. 15. № 4. P. 2756.
Gao X., Zhou J., Du R. et al. // Adv. Mater. 2015. https://doi.org/10.1002/adma.201504407
Li J., Xu J., Xie Z. et al. // Adv. Mater. 2018. V. 30. P. 1800548.
Si H-Y., Mao C-J., Zhou J-Y. et al. // Carbon. 2018. V. 132. P. 598.
Yao Y., Jin Z., Chen Y. et al. // Ibid. 2018. V. 129. P. 228.
Shekar S.C., Swath R.S. // Ibid. 2018. V. 126. P. 489.
Li C., Lu X., Han Y. et al. // Nano Research. 2018. V. 11. № 3. P. 1714.
Pan Y., Wang Y., Wang L. et al. // Nanoscale. 2015. V. 7. P. 2116.
Kan X., Ban Y., Wu C. et al. // ACS Appl. Mater. & Interfaces. 2018. V. 10. № 1. P. 53.
Mortazavi B., Makaremi M., Shahrokhi M. et al. // Carbon. 2018. V. 137. P. 57.
Dong Y., Zhao Y., Chen Y. et al. // J. of Materials Sci. 2018. V. 53. № 12. P. 8921.
Huoliang Gu. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. № 23. P. 8679.
Yuncheng Du. et al. // Acc. Chem. Res. 2020. V. 53. № 2. P. 459.
Yang Z. et al. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 160. P. 197.
Zuo Z., Li Y. // Joule. 2019. V. 3. P. 899.
Hui L., Xue Y., Yu H. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2019. V. 141. P. 10677.
Guo J., Shi R.C., Wang R. et al. // Laser Photonics Rev. 2020. V. 14. P. 1900367.
Yin C., Li J.Q., Li T.R. et al. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. https://doi.org/. 202001396.https://doi.org/10.1002/adfm
Guo J., Shi R.C., Wang R. et al. // Laser Photonics Rev. 2020. V. 14. P. 1900367.
Yan H., Yu P., Han G. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2019. V. 58. P. 746.
Zhou J.Y., Xie Z.Q., Liu R. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. P. 2632.
Lv J.X., Zhang Z.M. Wang J. et al. // WACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 32.
Zuo Z., Shang H., Chen Y. et al. // Chem. Commun. (Camb.). 2017. V. 53. P. 8074.
Li R., Sun H., Zhang Ch. et al. // Carbon. 2022. V. 188. P. 25.
Gao J., Li J., Chen Y. et al. // Nano Energy. 2018. V. 43. P. 192.
Yang Z., Zhang Y., Guo M. et al. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 160. P. 197.
Солдатов А.П., Бондаренко Г.Н., Сорокина Е.Ю. // Журн. физ. химии. 2015. Т. 89. № 2. С. 306. [Soldatov A.P., Bondarenko G.N., Sorokina E.Yu. // Russ. J. of Phys. Chem. A. 2015. V. 89. № 2. P. 282.]
Tuinstra R., Koenig J.L. // J. Chem. Phys. 1970. V. 53. P. 1126.
Estrade-Szwarckopf H. // Carbon. 2004. V. 42. P. 1713.
Ferrari A.C., Meyer J.C., Scardaci V. et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 187401.
Солдатов А.П. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 4. С. 483. [Soldatov A.P. // Russ. J. of Phys. Chem. A. 2020. V.94. № 4. P. 663.]
Солдатов А.П., Кириченко А.Н., Татьянин Е.В. // Там же. 2016. Т. 90. № 7. С. 1038.
Солдатов А.П. // Там же. 2019. Т. 93. № 3. С. 398. [Soldatov A.P. // Ibid. 2019. V. 93. №3. P. 494.]
Солдатов А.П. // Там же. 2014. Т. 88. № 7–8. С. 1207. [Soldatov A.P. // Ibid. 2014. V. 88. № 8. P. 1388.]
Солдатов А.П. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 5. С. 897. [Soldatov A.P. // Ibid.2017. V. 91. № 5. P. 931.]
Токабе И.К. Катализаторы каталитические процессы. М.: Наука, 1993.