Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування

Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування

The aim of the current study was to find changes in the structure and state of the surface of graphene oxide (GO) under the conditions of its reduction and modification by hetero atoms of nitrogen and amino acids. Reduction of GO was performed with hydrazine hydrate (R-GO), doping with nitrogen atom...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Kartel, M. T., Voitko, K. V., Grebelna, Y., Zhuravskyi, S. V., Ivanenko, K., Kulyk, T. V., Makhno, S. M., Sementsov, Yu. I.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022
Теми:
оксид графену
структура
властивості поверхні
Онлайн доступ:https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/622
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Chemistry, Physics and Technology of Surface

Репозитарії

Chemistry, Physics and Technology of Surface
id oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-622
record_format ojs
institution Chemistry, Physics and Technology of Surface
baseUrl_str
datestamp_date 2022-07-02T12:29:12Z
collection OJS
language English
topic оксид графену
структура
властивості поверхні
spellingShingle оксид графену
структура
властивості поверхні
Kartel, M. T.
Voitko, K. V.
Grebelna, Y.
Zhuravskyi, S. V.
Ivanenko, K.
Kulyk, T. V.
Makhno, S. M.
Sementsov, Yu. I.
Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
topic_facet graphene oxide
structure
surface properties
оксид графену
структура
властивості поверхні
format Article
author Kartel, M. T.
Voitko, K. V.
Grebelna, Y.
Zhuravskyi, S. V.
Ivanenko, K.
Kulyk, T. V.
Makhno, S. M.
Sementsov, Yu. I.
author_facet Kartel, M. T.
Voitko, K. V.
Grebelna, Y.
Zhuravskyi, S. V.
Ivanenko, K.
Kulyk, T. V.
Makhno, S. M.
Sementsov, Yu. I.
author_sort Kartel, M. T.
title Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_short Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_full Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_fullStr Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_full_unstemmed Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_sort зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування
title_alt Changes in the structure and properties of graphene oxide surfaces during reduction and modification
description The aim of the current study was to find changes in the structure and state of the surface of graphene oxide (GO) under the conditions of its reduction and modification by hetero atoms of nitrogen and amino acids. Reduction of GO was performed with hydrazine hydrate (R-GO), doping with nitrogen atoms - urea impregnation and subsequent heat treatment (N-GO), and the surface of GO was modified with sulfur-containing amino acid – L-cysteine by nucleophilic addition (L-GO). The samples obtained were characterized by analytical methods, such as Raman scattering, IR spectroscopy, TPD-mass-spectrometry, dynamic light scattering spectroscopy. The available Raman spectra indicate a defective structure of GO, reduction of GO leads to greater ordering of the structure in relation to GO, nitrating and modification by amino acid - to the opposite effect, a slight deterioration of the structural state. According to the results of IR spectroscopy, also confirmed by TPD-MS, GO has a large number of functional surface groups: (OH), (C=O), (C=C), (C-O-C), (CO-O-CO), (CH). Hydrazine reduction completely hydrophobizes the surface, in the IR spectra there is only a peak at ~ 1040 cm–1, which corresponds to CO-O-CO vibrations, with significantly reduced intensity, as well as bands at 2120 and 2300 cm–1, which indicate the aromatic nature of the samples and exist in all GO derivatives. In nitrogen and sulfur-containing samples (L-GO) a new peak of ~ 1520 cm–1appears, which corresponds to N-H vibrations in amines. Sulfur-containing derivatives have valence vibrations at 600 cm–1, which most likely corresponds to S-H bonds. Thus, modification of GO leads to a significant change in its structure and surface chemistry, which in turn affects the capability of the obtained samples to capture free radicals. Previous empirical studies have shown that this property increases in the series L-GO > GO > N-GO > R-GO.
publisher Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2022
url https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/622
work_keys_str_mv AT kartelmt changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT voitkokv changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT grebelnay changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT zhuravskyisv changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT ivanenkok changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT kulyktv changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT makhnosm changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT sementsovyui changesinthestructureandpropertiesofgrapheneoxidesurfacesduringreductionandmodification
AT kartelmt zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT voitkokv zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT grebelnay zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT zhuravskyisv zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT ivanenkok zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT kulyktv zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT makhnosm zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
AT sementsovyui zmínastrukturitastanupoverhníoksidugrafenuzajogovídnovlennâtamodifíkuvannâ
first_indexed 2025-07-22T19:34:37Z
last_indexed 2025-11-23T02:50:24Z
_version_ 1849658225888067584
spelling oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6222022-07-02T12:29:12Z Changes in the structure and properties of graphene oxide surfaces during reduction and modification Зміна структури та стану поверхні оксиду графену за його відновлення та модифікування Kartel, M. T. Voitko, K. V. Grebelna, Y. Zhuravskyi, S. V. Ivanenko, K. Kulyk, T. V. Makhno, S. M. Sementsov, Yu. I. graphene oxide structure surface properties оксид графену структура властивості поверхні The aim of the current study was to find changes in the structure and state of the surface of graphene oxide (GO) under the conditions of its reduction and modification by hetero atoms of nitrogen and amino acids. Reduction of GO was performed with hydrazine hydrate (R-GO), doping with nitrogen atoms - urea impregnation and subsequent heat treatment (N-GO), and the surface of GO was modified with sulfur-containing amino acid – L-cysteine by nucleophilic addition (L-GO). The samples obtained were characterized by analytical methods, such as Raman scattering, IR spectroscopy, TPD-mass-spectrometry, dynamic light scattering spectroscopy. The available Raman spectra indicate a defective structure of GO, reduction of GO leads to greater ordering of the structure in relation to GO, nitrating and modification by amino acid - to the opposite effect, a slight deterioration of the structural state. According to the results of IR spectroscopy, also confirmed by TPD-MS, GO has a large number of functional surface groups: (OH), (C=O), (C=C), (C-O-C), (CO-O-CO), (CH). Hydrazine reduction completely hydrophobizes the surface, in the IR spectra there is only a peak at ~ 1040 cm–1, which corresponds to CO-O-CO vibrations, with significantly reduced intensity, as well as bands at 2120 and 2300 cm–1, which indicate the aromatic nature of the samples and exist in all GO derivatives. In nitrogen and sulfur-containing samples (L-GO) a new peak of ~ 1520 cm–1appears, which corresponds to N-H vibrations in amines. Sulfur-containing derivatives have valence vibrations at 600 cm–1, which most likely corresponds to S-H bonds. Thus, modification of GO leads to a significant change in its structure and surface chemistry, which in turn affects the capability of the obtained samples to capture free radicals. Previous empirical studies have shown that this property increases in the series L-GO > GO > N-GO > R-GO. Метою поточного дослідження було встановити зміни структури та стану поверхні оксиду графену (GO) за умов його відновлення та модифікування гетероатомами азоту та амінокислотою. Відновлення GO проводилось гідратом гідразину (R-GO), допування атомами азоту - просоченням сечовиною та подальшою термообробкою (N-GO), а також поверхню GO модифікували сірковмісною амінокислотою – L-цистеїном нуклеофільним приєднанням (L?GO). Отримані зразки були охарактеризовані аналітичними методам, такими як комбінаційне розсіяння світла (КРС), ІЧ-спектроскопія, ТПД-мас-спектрометрія, спектроскопія динамічного світлорозсіювання. Наявні КР спектри свідчать про дефектну структуру GO, відновлення GO призводить до більшого упорядкування структури по відношенню до GO, азотування та модифікування амінокислотою - до протилежного ефекту, незначного погіршення структурного стану. За результатами ІЧ-спектроскопії, підтверджених також ТПД-МС, GO має велику кількість функціональних поверхневих груп: (OH), (C=O), (C=C), (C-O-C), (CO-O-CO), (C?H). Відновлення гідразином повністю гідрофобізує поверхню, в ІЧ-спектрах лишається лише пік при ~ 1040 см–1, що відповідає CO-O-CO коливанням, з істотно зниженою інтенсивністю, а також смуги при 2120 та 2300 см–1, які свідчать про ароматичну природу зразків й існують в усіх похідних GO. В азот- та сірковмісних зразках (L-GO) з’являється новий пік ~ 1520 см–1, що відповідає N-H коливанням в амінах. Сірковмісні похідні мають валентні коливання при 600 см–1, що найімовірніше відповідає S-H зв’язкам. Таким чином, модифікування GO призводить до суттєвої зміни його структури та хімії поверхні, що в свою чергу впливає на здатність отриманих зразків уловлювати вільні радикали. Попередні емпіричні дослідження показали, що така властивість зростає в ряду    L-GO > GO > N-GO > R-GO.  Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-05-26 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/622 10.15407/hftp13.02.179 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 2 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 179-189 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 2 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 179-189 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 2 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 179-189 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/622/638 Copyright (c) 2022 M. T. Kartel, K. V. Voitko, Y. Grebelna, S. V. Zhuravskyi, K. Ivanenko, T. V. Kulyk, S. M. Makhno, Yu. I. Sementsov

Схожі ресурси