Существует несколько основных методов получения оксида графита, один из них — метод Хаммерса получил наибольшее распространение благодаря относительно быстрому процессу синтеза (около 2 часов) и возможности управлять химией поверхности за счет модифицирования методики синтеза.
В НГТУ НЭТИ синтезировали оксид графита с использованием модифицированного метода Хаммерса. Мелкодисперсный порошок высококачественного графита помещали в колбу и добавляли пять реагентов: нитрат натрия (NaNO3), серную кислоту (H2SO4), перманганат калия (KMnO4), воду и пероксид водорода (H2O2). На качество и свойства GO, образующегося в процессе синтеза, оказывают влияние многие факторы, включая используемые реагенты, температуру реакции, предварительную обработку исходного материала и время выдержки реакционной смеси. В данной работе роль управления свойствами материала отводилась пероксиду водорода как реагенту, который добавляют последним в систему.
Новый метод управления синтезом — это возможность управлять функциональными группами, их составом, то есть поверхностной химией материала, и за счет этого придавать ему различные свойства. В частности, перед учеными стояла задача максимально увеличить пористость оксида графита.
«Сам оксид графита не пористый, но в нем много кислородсодержащих функциональных групп, интеркалированной воды, и, чтобы он стал пористым, его необходимо нагреть до 350°C. Однако важно соблюдать определенное условие: скорость нагрева должна быть умеренной, чтобы газовая фаза выходила постепенно, разрыхляя материал, придавая ему пористость. Удельную поверхность материала при этом можно увеличить в 30—40 раз», — объяснил Александр Баннов.
В результате нагрева образовался восстановленный оксид графита (rGO). Степень расширения оценивалась по изменению насыпной плотности, были измерены свойства текстуры пористых образцов. Чтобы показать влияние степени окисления GO на пористость восстановленного оксида графита (rGO), были проведены дополнительные эксперименты по термическому восстановлению.
По словам химиков, полученный высокопористый графитовый материал применим в качестве сорбента для поглощения жидкости, для очистки воды. Свойство восстановленного оксида графита вспучиваться при нагревании, образуя защитный слой пены с низкой теплопроводностью, может использоваться для создания на его основе нетоксичных огнезащитных материалов и материалов функционального назначения.
.jpg)
