СИНТЕЗ ТА ІДЕНТИФІКАЦІЯ ОКСИНІТРАТУ ГРАФІТУ

Автор(и)

  • В. І. ШОЛОГОН Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна http://orcid.org/0000-0002-6249-5390
  • Р. А. ВАХІТОВ Київський національний університет технологій та дизайну, Україна http://orcid.org/0000-0002-9657-5743
  • Н. А. ТАРАН Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна http://orcid.org/0000-0003-1043-5596
  • Л. М. ВАХІТОВА Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна http://orcid.org/0000-0003-1923-7895
  • В. І. БЕССАРАБОВ Київський національний університет технологій та дизайну, Україна http://orcid.org/0000-0003-0637-1729

DOI:

https://doi.org/10.30857/2786-5371.2022.5.7

Ключові слова:

оксинітрат графіту, сполуки інтеркальованого графіту, оксид графіту, графен, оксид графену

Анотація

Мета. Дослідження закономірностей утворення оксинітрату графіту в системі графіт-азотна кислота з ідентифікацією продукту реакції при варіюванні часу синтезу та співвідношення реагентів.

Методика. Оксинітрат графіту отримували окисленням природного лускатого графіту димлячою азотною кислотою. Методом FTIR-спектроскопії та рентгенофазового аналізу визначали структуру продукту реакції.

Результати. Досліджено процеси окислення та інтеркаляції графіту в системі графіт-димляча HNO3 з процедурою ізотермічної витримки реакційної суміші. Встановлено, що при взаємодії графіту з димлячою азотною кислотою при температурі 60–95 °С з наступною ізотермічною витримкою в температурному режимі 20–30 °С утворюється нова гібридна графітова сполука – оксинітрат графіту. Цей продукт представляє собою оксид графіту другого та третього ступенів інтеркаляції з фрагментами графенових граток та одностінних вуглецевих нанотрубок, інтеркальований нітрат-аніонами та сольватований азотною кислотою. Визначено оптимальні умови синтезу оксинітрату графіту: час перемішування реакційної суміші графіт-димляча азотна кислота – 10 хв; температурний режим процесу інтеркаляція-окислення – 85 оС; співвідношення HNO3: графіт – 0,5–1 см3/г; тривалість ізотермічної витримки – 24 год. За даними ІЧ-досліджень структурні фрагменти нітрату графіту представлені внутрішньогратковими іонними парами поліаренових катіонів (або катіон-радикалів) з інтеркальованими нітрат-аніонами та сольвато-лігандами. В свою чергу, інтеркальовані шарові структури графенів, функціоналізовані кисневими групами: гідроксильними, хіноїдними, простими, лактонними тощо. Отримані результати дозволяють рекомендувати оксинітрат графіту як перспективний стабільний протягом тривалого часу наноматеріал для нових ефективних технологій.

Наукова новизна. Вперше отримано нітрат оксиду графіту – гібридну графітову структуру оксиду графіту, інтеркальованого нітрат-аніонами.

Практична значимість. Визначені оптимальні умови синтезу оксинітрату графіту, що можуть бути використаними при розробці відповідних нанотехнологій.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

В. І. ШОЛОГОН, Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна

Candidate of Chemical Sciences, Department of Nucleophilic Reactions Research, Scopus Author ID: 6507045182

Р. А. ВАХІТОВ, Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

Postgraduate, Department of Applied Ecology, Technology of Polymers and Chemical Fibers, Researcher ID: rid30607

Н. А. ТАРАН, Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна

Candidate of Chemical Sciences, Department of Nucleophilic Reactions Research, Scopus Author ID: 15119449100

Л. М. ВАХІТОВА, Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Київ, Україна

Candidate of Chemical Sciences, Department of Nucleophilic Reactions Research, Scopus Author ID: 8443383300, Researcher ID: J-9402-2016

В. І. БЕССАРАБОВ, Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Industrial Pharmacy, Scopus Author ID: 36917184700, Researcher ID: D-3425-2017

 

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-21

Як цитувати

ШОЛОГОН, В. І., ВАХІТОВ, Р. А., ТАРАН, Н. А., ВАХІТОВА, Л. М., & БЕССАРАБОВ, В. І. (2023). СИНТЕЗ ТА ІДЕНТИФІКАЦІЯ ОКСИНІТРАТУ ГРАФІТУ. Технології та інжиніринг, (5), 67–79. https://doi.org/10.30857/2786-5371.2022.5.7

Номер

Розділ

ХІМІЧНІ ТА БІОФАРМАЦЕВТИЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають