Автор: Берестнева Ю.В., Вишневский В.Ю., Макух Т.А., Войташ А.А., Ракша Е.В., Вдовиченко А.Н., Савоськин М.В.
Источник: Успехи химической физики: Сб. тезисов докладов на III Всероссийской молодежной конференции,(3-7 июля 2016 г., Черноголовка) – М.: Издательство «Граница», 2016. – с. 188.
Ранее нами было показано, что стабильность акцепторных соединений интеркалирования графита (СИГ) обусловлена потенциалом ионизации внедренного аниона и регулируется также сродством органического соинтеркаланта к протону [1]. Возможность управления стабильностью СИГ путем варьирования природы и количества веществ-соинтеркалантов наводит на мысль об использовании этого подхода для расслоения графитовой решетки с получением графенов и графеноподобных наночастиц.
Осуществлены синтез новых соинтеркалатов нитрата графита с органическими соединениями (уксусная кислота, этилформиат, диоксан, ацетонитрил) и комплексное исследование их структуры и физико-химических свойств. Полученные результаты указывают на возможность регулирования прочности межмолекулярных взаимодействий в образующихся структурах за счет варьирования природы соинтеркалантов. Показано, что такие СИГ обладают более высокой способностью к вспучиванию при нагревании по сравнению с соединениями нитрата графита, модифицированного индивидуальными компонентами.
Для получения графеноподобных частиц были использованы два подхода: расслоение тройных СИГ под действием растворителя и предварительное термическое вспучивание тройного СИГ с последующим отслоением графеноподобных частиц в растворителе. Использование ультразвуковой обработки в обоих случаях способствует протеканию процесса и повышению выхода наночастиц. Микроструктуру полученных образцов исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).
На типичных микрофотографиях, представленных на рисунке 1, видны графеноподобные объекты, причем для первого подхода размеры частиц достигают нескольких микрон (рис. 1 - а), тогда как предварительное термическое вспучивание тройного СИГ (второй подход) приводит к увеличению плоскостных размеров наночастиц до нескольких десятков микрон (рис. 1 - б). По данным электронной дифракции толщина таких частиц составляет от 1-3 до 7 атомарных слоев.
Рис. 1. Типичные ПЭМ микрофотографии графеноподобных наночастиц, полученных из тройных СИГ.
1. Savoskin M.V., Yaroshenko A.P., Whyman G.E., Mestechkin M.M., Mysyk R.D., Mochalin V.N. // Carbon. 2003. V. 41. P. 2757-2760.