Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону
In presented work we have reported that polyvinylpyrrolidone (PVP) is suitable organic solvent for mechanical exfoliation of crystalline graphite to graphene in aqueous solution through kitchen blender technique. Morphological, structural and optical, properties of graphene samples were characterize...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/675 |
| 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| _version_ | 1856543947625594880 |
|---|---|
| author | Myroniuk, L. A. Myroniuk, D. V. Maistruk, E. V. Kuryshchuk, S. I. Ievtushenko, A. I. Danylenko, I. M. Strelchuk, V. V. Koziarskyi, I. P. |
| author_facet | Myroniuk, L. A. Myroniuk, D. V. Maistruk, E. V. Kuryshchuk, S. I. Ievtushenko, A. I. Danylenko, I. M. Strelchuk, V. V. Koziarskyi, I. P. |
| author_sort | Myroniuk, L. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-19T08:07:13Z |
| description | In presented work we have reported that polyvinylpyrrolidone (PVP) is suitable organic solvent for mechanical exfoliation of crystalline graphite to graphene in aqueous solution through kitchen blender technique. Morphological, structural and optical, properties of graphene samples were characterized by scanning electron microscopy, Raman scattering and UV-Visible spectroscopy. Scanning electron microscopy demonstrates folded morphology of graphene flakes with ~4 nm thickness. Raman scattering was revealed the high-quality graphene with low levels of defects after the exfoliation process of graphite/PVP dispersions. The G band at ~1582 cm?1 on Raman spectra is related with stretching vibrations of carbon atoms. The broadening of the G band is not observed, that indicated on absence of the basal plane defects in the graphene structure, which can be introduced during exfoliation by the kitchen blender. The ratio of the intensity of 2D and G bands equal to 1.66 (I2D/IG>1) and the value of 2D band full width at half maximum is 79.88 cm–1, indicated a few-layer graphene (FLG) structure. The defects quantity identified by the intensity ratio of the D and G bands, ID/IG is 0.18, significantly lower than that reported for graphene oxide with basal plane defects (> 1) and for sonication dispersed graphene (~ 0.6). The graphene dispersions were characterized by UV–Vis spectroscopy, minimum transmittance observed at around 270 nm is attributed to the ???* transitions of aromatic C–C bonds in graphene. The optical transmittance minimum and the overall high transmittance decreasing values observed between 270 and 800 nm strongly suggest the presence of two-dimensional material in the dispersion, thus confirming the successful exfoliation of graphite to graphene by blending.We demonstrate the simple and nontoxic method to product high-quality FLG sheets, free from defects, using a kitchen blender and eco-friendly polyvinylpyrrolidone as an organic exfoliant. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:56Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-675 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:32Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6752023-06-19T08:07:13Z Mechanical exfoliation of graphite to graphene in polyvinylpyrrolidone aqueous solution Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону Myroniuk, L. A. Myroniuk, D. V. Maistruk, E. V. Kuryshchuk, S. I. Ievtushenko, A. I. Danylenko, I. M. Strelchuk, V. V. Koziarskyi, I. P. crystalline graphite few-layer graphene sheet polyvinylpyrrolidone scanning electron microscopy Raman scattering optical transmittance кристалічний графіт багатошаровий графеновий лист полівінілпіролідон скануюча електронна мікроскопія комбінаційне розсіювання оптичний коефіцієнт пропускання In presented work we have reported that polyvinylpyrrolidone (PVP) is suitable organic solvent for mechanical exfoliation of crystalline graphite to graphene in aqueous solution through kitchen blender technique. Morphological, structural and optical, properties of graphene samples were characterized by scanning electron microscopy, Raman scattering and UV-Visible spectroscopy. Scanning electron microscopy demonstrates folded morphology of graphene flakes with ~4 nm thickness. Raman scattering was revealed the high-quality graphene with low levels of defects after the exfoliation process of graphite/PVP dispersions. The G band at ~1582 cm?1 on Raman spectra is related with stretching vibrations of carbon atoms. The broadening of the G band is not observed, that indicated on absence of the basal plane defects in the graphene structure, which can be introduced during exfoliation by the kitchen blender. The ratio of the intensity of 2D and G bands equal to 1.66 (I2D/IG>1) and the value of 2D band full width at half maximum is 79.88 cm–1, indicated a few-layer graphene (FLG) structure. The defects quantity identified by the intensity ratio of the D and G bands, ID/IG is 0.18, significantly lower than that reported for graphene oxide with basal plane defects (> 1) and for sonication dispersed graphene (~ 0.6). The graphene dispersions were characterized by UV–Vis spectroscopy, minimum transmittance observed at around 270 nm is attributed to the ???* transitions of aromatic C–C bonds in graphene. The optical transmittance minimum and the overall high transmittance decreasing values observed between 270 and 800 nm strongly suggest the presence of two-dimensional material in the dispersion, thus confirming the successful exfoliation of graphite to graphene by blending.We demonstrate the simple and nontoxic method to product high-quality FLG sheets, free from defects, using a kitchen blender and eco-friendly polyvinylpyrrolidone as an organic exfoliant. У представленій роботі показано, що полівінілпіролідон (ПВП) є придатним органічним розчинником для механічного відлущування кристалічного графіту до графену у водному розчині з допомогою кухонного блендера. Морфологічні, структурні та оптичні властивості зразків графену охарактеризовано методами скануючої електронної мікроскопії, спектроскопії комбінаційного розсіювання світла (КРС) та оптичного пропускання. Скануюча електронна мікроскопія виявила складчасту морфологію графенових пластівців з товщиною ~4 нм. Результати дослідження зразків методом КРС, виявили високоякісний графен з низьким рівнем дефектів після процесу відлущування у водному розчині графіт/ПВП. Смуга G при ~1582 см?1 на спектрах КРС пов’язана з валентними коливаннями атомів карбону. Розширення смуги G не спостерігається, що вказує на відсутність дефектів базальної площини в структурі графену, які можуть бути внесені під час розшарування графену шляхом механічного відлущування. Співвідношення інтенсивності 2D і G-смуг, що дорівнює 1.66 (I2D/IG > 1), значення повної ширини на половині максимуму 2D-смуги становить 79.88 см–1, що вказує на структуру графену з невеликою кількістю шарів. Кількість дефектів характерних для базисної площини, ідентифікована за співвідношенням інтенсивності смуг D і G, ID/IG, становить 0.18, що значно нижче, ніж для оксиду графену (> 1) та диспергованого ультразвуком графену (~ 0.6). Водні дисперсії графену, досліджені за допомогою оптичного пропускання, характеризуються мінімумом пропускання при 270 нм, що пояснюється ???* переходами ароматичних зв’язків C–C у графені. Мінімум оптичного пропускання та загальні високі значення зменшення пропускання, що спостерігаються в діапазоні 270?800 нм, переконливо свідчать про наявність двовимірного матеріалу в дисперсії, таким чином підтверджуючи успішне розшарування графіту до графену в водному розчині ПВП.Було показано простий та екологічно безпечний метод отримання високоякісного графену з використанням кухонного блендерa і органічного розчинника полівінілпіролідону як нетоксичного диспергатора. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-05-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/675 10.15407/hftp14.02.230 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 2 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 230-236 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 2 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 230-236 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 2 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 230-236 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/675/691 Copyright (c) 2023 L. A. Myroniuk, D. V. Myroniuk, E. V. Maistruk, S. I. Kuryshchuk, A. I. Ievtushenko, I. M. Danylenko, V. V. Strelchuk, I. P. Koziarskyi |
| spellingShingle | кристалічний графіт багатошаровий графеновий лист полівінілпіролідон скануюча електронна мікроскопія комбінаційне розсіювання оптичний коефіцієнт пропускання Myroniuk, L. A. Myroniuk, D. V. Maistruk, E. V. Kuryshchuk, S. I. Ievtushenko, A. I. Danylenko, I. M. Strelchuk, V. V. Koziarskyi, I. P. Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title | Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title_alt | Mechanical exfoliation of graphite to graphene in polyvinylpyrrolidone aqueous solution |
| title_full | Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title_fullStr | Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title_full_unstemmed | Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title_short | Механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| title_sort | механічне відлущування графіту до графену у водному розчині полівінілпіролідону |
| topic | кристалічний графіт багатошаровий графеновий лист полівінілпіролідон скануюча електронна мікроскопія комбінаційне розсіювання оптичний коефіцієнт пропускання |
| topic_facet | crystalline graphite few-layer graphene sheet polyvinylpyrrolidone scanning electron microscopy Raman scattering optical transmittance кристалічний графіт багатошаровий графеновий лист полівінілпіролідон скануюча електронна мікроскопія комбінаційне розсіювання оптичний коефіцієнт пропускання |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/675 |
| work_keys_str_mv | AT myroniukla mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT myroniukdv mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT maistrukev mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT kuryshchuksi mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT ievtushenkoai mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT danylenkoim mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT strelchukvv mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT koziarskyiip mechanicalexfoliationofgraphitetographeneinpolyvinylpyrrolidoneaqueoussolution AT myroniukla mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT myroniukdv mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT maistrukev mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT kuryshchuksi mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT ievtushenkoai mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT danylenkoim mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT strelchukvv mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu AT koziarskyiip mehaníčnevídluŝuvannâgrafítudografenuuvodnomurozčinípolívínílpírolídonu |