Модифицирование терморасширенного графита оксидами металлов и оксидом кремния

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом сканирующей электронной микроскопии и рентгенофлуоресцентного анализа исследованы структура и элементный состав терморасширенного графита, полученного в составе-генераторе, модифицированном оксидами алюминия, хрома(III), железа(III) и кремния. Показано, что при модифицировании состава оксидом железа(III) имеет место массовое равномерное внедрение атомов железа в структуру терморасширенного графита. Параметры пористой структуры синтезированных образцов терморасширенного графита определены методом физической адсорбции газов. Модифицирование состава-генератора оксидами металлов приводит к увеличению предельного объема сорбционного пространства терморасширенного графита.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Роман Александрович Бердников

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: lhimenko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-8143-1264
Russian Federation, 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

Людмила Леонидовна Хименко

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Author for correspondence.
Email: lhimenko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-4251-6212

д.т.н., доцент, зав.кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета

Russian Federation, 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

Сергей Александрович Котельников

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: lhimenko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-4129-0358

к.т.н., доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета

Russian Federation, 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

Олег Юрьевич Исаев

ООО «СИЛУР»

Email: lhimenko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-5540-0009

директор, ООО «СИЛУР»

Russian Federation, 614014, г. Пермь, ул.1905 года, д. 35, к. 24

References

  1. Грязнов В. М., Ермилова М. М., Заводченко С. И., Орехова Н. В. Проницаемость некоторых металлополимерных мембран для водорода // Высокомолекуляр. соединения. 1993. Т. 35. № 3. С. 325–329.
  2. Задорожный М. Ю., Стругова Д. В., Геодакян К. В., Олифиров Л. К. Водородосорбционные свойства интерметаллического соединения TiFe с нанесенным защитным полимерным покрытием // Совр. проблемы науки и образования. 2013. № 5. С. 680–688. https://www.elibrary.ru/rrjzzv
  3. Солдатов А. П. Некаталитическое гидрирование нафталина в наноразмерных мембранных реакторах с аккумулированным водородом и регулируемое изменение объема их реакционной зоны // ЖФХ. 2017. Т. 91. № 5. С. 897–902. https://doi.org/10.7868/S0044453717050259 [Soldatov A. P. Noncatalytic hydrogenation of naphthalene in nanosized membrane reactors with accumulated hydrogen and controlled adjustment of their reaction zone volumes // Phys. Chem. Nanoclusters Nanomaterials. 2017. V. 91. P. 931–935. https://doi.org/10.1134/S0036024417050235].
  4. Чесноков Н. В., Кузнецов Б. Н., Микова Н. М., Дроздов В. А. Сорбционные свойства композитов на основе терморасширенного графита // Рос. хим. журн. (ЖРХО им. Д. И. Менделеева). 2006. Т. L. № 1. С. 75–79. https://www.elibrary.ru/htuukn
  5. Shim J.-H., Park M., Lee Y. H., Kim S., Im Y. H., Suh J.-Y., Cho Y. W. Effective thermal conductivity of MgH2 compacts containing expanded natural graphite under a hydrogen atmosphere // Int. J. Hydrog. Energy. 2014. V. 39. N 1. P. 349–355. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.09.092
  6. Atalmis G., Sattarkhanov K., Demiralp M., Kaplan Y. The effect of expanded natural graphite added at different ratios of metal hydride on hydrogen storage amount and reaction kinetics // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V 51. Part D. P. 256–265. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.124
  7. Singh U. R., Bhogilla S. Performance analysis of LaNi5 added with expanded natural graphite for hydrogen storage system // Int. J. Hydrog. Energy. 2023. V. 48. N 56. P. 21466–21475. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.05.244
  8. Malas A., Das Ch. K. Influence of modified graphite flakes on the physical, thermo-mechanical and barrier properties of butyl rubber // J. Alloys Compd. 2017. V. 699. P. 38–46. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.12.232
  9. Бердников Р. А., Хименко Л. Л., Минченко Л. А., Ильин А. Н., Исаев О. Ю. Влияние состава пиротехнической смеси на сорбирующую способность терморасширенного графита, полученного методом термоудара // Вестн. Перм. нац. исслед. политех. ун-та. Аэрокосмическая техника. 2022. № 71. С. 129–136. https://www.elibrary.ru/usmmlq
  10. Скурихин А. А., Ершова Т. В., Юдина Т. Ф. Влияние модифицирования окисленного (ОГ) и терморасширенного (ТРГ) графитов на их структуру // Химия и хим. технология. 2008. Т. 51. №. 10. С. 87–89. https://www.elibrary.ru/jkejqv
  11. Nemanič V. Hydrogen permeation barriers: Basic requirements, materials selection, deposition methods, and quality evaluation // Nucl. Mater. Energy. 2019. V. 19. P. 451–457. https://doi.org/10.1016/j.nme.2019.04.001
  12. Yan G., Zhang X., Wei. L, Lou A., Liu Y., Wang Sh., Zhao N., Li Q. Study on the effects of nano-copper addition on the properties of epoxy resin/graphite composite bipolar plates // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 69. P. 576–585. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.05.026
  13. Murugan P., Nagarajan R. D., Brahmari H., Shetty B. H., Govindasamy M., Sundramoorthy A. K. Recent trends in the applications of thermally expanded graphite for energy storage and sensors — a review // Nanoscale Advances. 2021. V. 3. N 22. P. 6294–6309. https://doi.org/10.1039/D1NA00109D
  14. Стрелецкий А. Н., Колбанев И. В., Леонов А. В., Долгобородов А. Ю., Воробьева Г. А., Сивак М. В., Перменов Д. Г. Дефектная структура и реакционная способность механоактивированных энергетических композитов магний/фторопласт // Коллоид. журн. 2015. Т. 77. № 2. С. 225–237. https://www.doi.org/10.7868/S0023291215020184 [Streletskii A. N., Kolbanev I. V., Leonov A. V., Dolgoborodov A. Yu., Vorobʹeva G. A., Sivak M. V., Permenov D. G. Defective structure and reactivity of mechanoactivated magnesium/fluoroplastic energy-generating composites // Colloid J. 2015. V. 77. P. 213–225. https://doi.org/10.1134/S1061933X15020180].
  15. Губин С. П., Ткачев С. В. Графен и родственные наноформы углерода. М.: Ленанд, 2014. С. 21–22.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Micrographs of samples of thermally expanded graphite obtained with the addition of Fe2O3 (a), Al2O3 (b), SiO2 (c), Cr2O3 (d).

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Surface morphology and pore size of thermally expanded graphite samples obtained with the addition of Fe2O3 (a), SiO2 (b, c), Cr2O3 (d).

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. X-ray fluorescence spectrum and elemental composition maps for samples of thermally expanded graphite modified with Fe2O3 (a, b) and SiO2 (c).

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Foreign inclusions on the surface of thermally expanded graphite modified with SiO2 (a) and Cr2O3 (b). The surface fragments for which the elemental composition has been determined are marked in red.

Download (5MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences