Влияние обработки оксида графена импульсным высокочастотным разрядом на низкотемпературную сорбцию водорода

Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 3 (Март 2020), c. 355-363 ( к оглавлению , назад )

Влияние обработки оксида графена импульсным высокочастотным разрядом на низкотемпературную сорбцию водорода

А.В. Долбин¹, Н.А. Винников¹, В.Б. Есельсон¹, В.Г. Гаврилко¹, Р.М. Баснукаева¹, М.В. Хлыстюк¹, А.И. Прохватилов¹, В.В. Мелешко¹

О.Л. Резинкин², М.М. Резинкина², С.В. Чередниченко², L. Kępiński³

¹Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: dolbin@ilt.kharkov.ua

²Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» ул. Кирпичева 2, Харьков 61002, Украина

³Institute for Low Temperatures and Structure Research Polish Academy of Sciences ul. Okólna 2, 50-422 Wrocław, Poland

Статья поступила в редакцию 9 октября 2019 г., опубликована онлайн 27 января 2020 г.

Анотація

Методами скануючої електронної мікроскопії, рентгенівської дифракції та термопрограмованої десорбції досліджено вплив обробки імпульсним високочастотним розрядом в атмосфері водню на морфологію, структуру і сорбційні характеристики термічно відновленого оксиду графена (TRGO). Показано, що обробка TRGO імпульсним газовим розрядом збільшила фізичну сорбцію водню в 1,5 рази. Можна припустити, що збільшення сорбційної ємності обумовлено змінами відстані між сусідніми вуглецевими поверхнями в пакетах графенових площин при їх хімічній взаємодії з іонізованим в процесі розряду воднем.

Ключові слова: графен, оксид графену, сорбція водню, імпульсний газовий розряд.

References

1. A. A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, and C. N. Lau, Nano Lett. 8, 902 (2008). CrossRef Google Scholar

2. X. D. Dai, X. M. Liu, and W. Xing, J. Porous Mater. 16, 27 (2009). CrossRef Google Scholar

3. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 183 (2007). CrossRef Google Scholar

4. K. I. Bolotin, K. J. Sikes, Z. Jiang, M. Klima, G. Fudenberg, J. Hone, P. Kim, and H. L. Stormer, Solid State Commun. 146, 351 (2008). CrossRef Google Scholar

5. S. V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson, F. Schedin, D. C. Elias, J. A. Jaszczak, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 100, 016602 (2008). CrossRef Google Scholar

6. L. Liao and X. Duan, Mater. Today 15, 328 (2012). CrossRef Google Scholar

7. A. Li, C. Zhang, and Y.-F. Zhang, Polymers 9, 437 (2017). CrossRef Google Scholar

8. M. Shtein, R. Nadiv, M. Buzaglo, K. Kahil, and O. Regev, Chem. Mater. 27, 2100 (2015). CrossRef Google Scholar

9. X. Dai, J. Wu, Z. Qian, H. Wang, J. Jian, Y. Cao, H. Mark Rummeli, Q. Yi, H. Liu, and G. Zou, Sci. Adv. 2, e1601574 (2016). CrossRef Google Scholar

10. B. Joydeep, K. Jayanta, and B. Tarun Kanti, Int. J. Smart Nano Mater. 1, 201 (2010). CrossRef Google Scholar

11. D. Chen, H. Feng, and J. Li, Chem. Rev. 112, 6027 (2012). CrossRef Google Scholar

12. D. C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim, and K. S. Novoselov, Science 323, 610 (2009). CrossRef Google Scholar

13. P. Kumar, IJETT 49, 128 (2017). CrossRef Google Scholar

14. E. P. Neustroev, âPlasma treatment of graphene oxide, graphene oxide â applications and opportunities,â in Graphene Oxide â Applications and Opportunities, edited by G. Kamble (IntechOpen, 2018), Chap. 2, p. 297. CrossRef Google Scholar

15. A. V. Dolbin, N. A. Vinnikov, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, R. M. Basnukaev, M. V. Khlystyuk, A. I. Prokhvatilov, V. V. Meleshko, O. L. Rezinkin, and M. M. Rezinkina, Fiz. Nizk. Temp. 44, 1033 (2018) [Low Temp. Phys. 44, 810 (2018)]. CrossRef Google Scholar

16. W. S. Hummers and R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958). CrossRef Google Scholar

17. A. V. Dolbin, M. V. Khlistyuck, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, N. A. Vinnikov, R. M. Basnukaeva, I. Maluenda, W. K. Maser, and A. M. Benito, Appl. Surf. Sci. 361, 213 (2016). CrossRef Google Scholar

18. P. Sun, Y. Wang, H. Liu, K. Wang, D. Wu, Z. Xu, and H. Zhu, PLOS ONE 9, e111908 (2014). CrossRef Google Scholar

19. N. A. Kaptsov, Phenomena in Gases and Vacuum (State Publishing House for Technical and Theoretical Literature, Moscow, 1950). Google Scholar

20. V. I. Vedeneev, L. V. Gurvich, and V. N. Kondratyev, Chemical Bond Breaking Energy. Potentials of Ionization and Affinity to Electron (USSR Academy of Sciences Publishing House, 1962). Google Scholar

21. S. S. Moliver, R. R. Zimagullov, and A. L. Semenov, Tech. Phys. Lett. 37, 678 (2011). CrossRef Google Scholar

22. A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, and S. N. Popov, JETP Lett. 93, 577 (2011). CrossRef Google Scholar

23. Ð. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, and S. N. Popov, Fiz. Nizk. Temp. 36, 1352 (2010) [Low Temp. Phys. 36, 1091 (2010)]. CrossRef Google Scholar

24. A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, S. N. Popov, N. I. Danilenko, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 35, 613 (2009) [Low Temp. Phys. 35, 484 (2009)]. CrossRef Google Scholar

25. A. V. Dolbin, M. V. Khlistyuck, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, N. A. Vinnikov, and R. M. Basnukaeva, Fiz. Nizk. Temp. 42, 1455 (2016) [Low Temp. Phys. 42, 1139 (2016)]. CrossRef Google Scholar

26. A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, and S. N. Popov, Fiz. Nizk. Temp. 38, 1216 (2012) [Low Temp. Phys. 38, 962 (2012)]. CrossRef Google Scholar

27. B. A. Danilchenko, I. I. Yaskovets, I. Y. Uvarova, A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, R. M. Basnukaeva, and N. A. Vinnikov, Appl. Phys. Lett. 104, 173109 (2014). CrossRef Google Scholar

28. A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, R. M. Basnukaeva, I. I. Yaskovets, I. Y. Uvarova, and B. A. Danilchenko, Fiz. Nizk. Temp. 40, 317 (2014) [Low Temp. Phys. 40, 246 (2014)]. CrossRef Google Scholar

29. A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, V. G. Gavrilko, V. G. Manzhelii, N. A. Vinnikov, R. M. Basnukaeva, V. V. Danchuk, N. S. Mysko, V. Bulakh, W. K. Maser, and A. M. Benito, Fiz. Nizk. Temp. 39, 1397 (2013) [Low Temp. Phys. 39, 1090 (2013)]. CrossRef Google Scholar

30. N. Floquet, J. P. Coulomb, P. Llewellyn, G. Andre, and R. Kahn, Adsorption 11, 679 (2005). CrossRef Google Scholar

31. A. N. Aleksandrovskii, N. A. Vinnikov, V. G. Gavrilko, A. V. Dolbin, V. B. Eselâson, and V. P. Maletskiy, Ukr. J. Phys. 51, 1152 (2006). Google Scholar