CC BY
71Вестник Томского государственного университета. Химия. 2023. № 30. С. 67-79 Tomsk State University Journal of Chemistry, 2023, 30, 67-79
Научная статья
УДК 54.057:546.26-162:544.02
doi: 10.17223/24135542/30/6
Синтез оксида графена по модифицированному методу Хаммерса
Алексей Владимирович Таратайко1, Григорий Владимирович Мамонтов2
12Национальный исследовательский Томский государственный университет,
Томск, Россия 1 taratayko1997@mail.ru 2 grigoriymamontov@mail. ru
Аннотация. Графен и его производные являются перспективными структурами во многих областях науки и техники: от электроники и запасания энергии до экологии и медицины. Интерес в области катализа представляют оксид графена и восстановленный оксид графена, применяемые в качестве адсорбентов и носителей активных компонентов катализаторов. В данной работе предложена и проведена апробация упрощенной методики синтеза оксида графена окислительной обработкой графита по модифицированному методу Хаммерса. Преимуществами данного подхода являются более простое аппаратурное оформление, отсутствие токсичных продуктов, контролируемая и глубокая степень окисления графита и воспроизводимость синтеза. Для исследования синтезированной серии образцов оксида графена использован ряд физико-химических методов: рентге-нофазовый анализ, синхронный термический анализ, УФ-видимая спектрометрия. Полученные образцы идентифицированы как оксид графена с воспроизводимыми структурой, составом и физико-химическими свойствами. Материал имеет высокий выход высокоокисленного углерода с малой примесью неокисленного графита. Для серии образцов оксида графена наблюдаются близкие значения межслоевых расстояний (~ 7 Ä) и размеров «пачек» упорядоченных углеродных листов (5,2-7,8 нм). Также образцы имеют идентичный характер термических и оптических свойств. Внедрение кислородсодержащих функциональных групп в структуру углерода снижает термическую устойчивость оксида графена в сравнении с графитом, а также способствует возникновению полупроводниковых свойств (ширина запрещенной зоны 3,6-3,8 эВ).
Ключевые слова: графен, оксид графена, углеродный наноматериал, метод Хаммерса, синтез
Благодарности: Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации (номер гранта МК-460.2021.1.3).
Для цитирования: Таратайко А.В., Мамонтов Г.В. Синтез оксида графена по модифицированному методу Хаммерса // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2023. № 30. С. 67-79. doi: 10.17223/24135542/30/6
© А.В. Таратайко, Г.В. Мамонтов, 2023
Original article
doi: 10.17223/24135542/30/6
Synthesis of graphene oxide via modified Hummers method
Aleksey V. Taratayko1, Grigory V. Mamontov2
12 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia 1 taratayko1997@mail.ru 2 grigoriymamontov@mail.ru
Abstract. Graphene and its derivatives are promising structures in numerous fields of science and technology: from electronics and energy storage to ecology and medicine. Graphene oxide and reduced graphene oxide are of interest in the field of catalysis, which are employed as adsorbents and active components' supports in catalysts. In this work, a simple procedure of graphene oxide synthesis via oxidative treatment of graphite according to modified Hummers method was proposed and examined. The advantages of this approach are a simpler equipment, absence of toxic products, a controlled and deep degree of graphite oxidation, and reproducibility of the synthesis. The synthesized series of graphene oxide samples was studied by a set of physicochemical methods: X-ray diffraction, simultaneous thermal analysis, UV-visible spectrometry. The prepared samples were identified as graphene oxide with reproducible structure, composition, and physicochemical properties. The material possesses a high yield of highly oxidized carbon with a small impurity of unoxidized graphite. For a series of graphene oxide samples, close values of interlayer distances (~7 A) and "stack" sizes of ordered carbon sheets (5.2-7.8 nm) are observed. Also, the samples possess an identical character of thermal and optical properties. Intercalation of oxygen-containing functional groups into the carbon structure reduces the thermal stability of graphene oxide in comparison with graphite, and also contributes to appearance of semiconductor properties (band gap value 3.6-3.8 eV).
Keywords: graphene, graphene oxide, carbon nanomaterial, Hummers method, synthesis
Acknowledgments: The work was supported by a grant # MK-460.2021.1.3 from the President of the Russian Federation.
For citation: Taratayko, A.V., Mamontov, G.V. Synthesis of graphene oxide via modified Hummers method. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia - Tomsk State University Journal of Chemistry, 2023, 30, 67-79. doi: 10.17223/24135542/30/6
Введение
Графен - аллотропная модификация углерода, двумерный наноматериал, состоящий из одноатомного слоя конденсированных шестичленных колец 5р2-гибридизованного углерода (двумерный кристалл с гексагональной решеткой, напоминающий пчелиные соты), структурная основа графитопо-добных аллотропных модификаций углерода различной размерности (фул-лерены, углеродные нанотрубки, графит). Целенаправленное получение и изучение графитоподобных структур толщиной в несколько углеродных
слоев велось с 60-х гг. XX в. [1]. Хотя термин «графен» впервые был введен в 1986 г. Ш. Боэмом для обозначения отдельных углеродных листов в слоистой структуре графита, как самостоятельный материал он стал известен только после 2004 г., когда А. Гейм и К. Новоселов успешно получили и изучили изолированный лист графена [2]. Начиная с 2010 г., когда А. Гейм и К. Новоселов были удостоены Нобелевской премии по физике, произошел значительный рост числа публикаций, посвященных материалам на основе графена. Резко возросший интерес обусловлен уникальными физико-химическими свойствами материала: высокие удельная поверхность (до 2 000 м2/г), теплопроводность (~ 5 000 Вт/м-с), чрезвычайно высокие подвижность носителей заряда (~200 000 см2/В-с) и механическая прочность (модуль Юнга ~ 1 ТПа), а также химическая стабильность, биосовместимость [3] и т.д. Гра-фен и его производные нашли применение в большом числе отраслей науки и техники: в качестве компонентов конструкционных материалов в машино-и авиастроении; электропроводящие свойства графена способствовали его внедрению в электронике и энергетике; сорбционная емкость позволила использовать графенсодержащие материалы в качестве адсорбента для очистки окружающей среды от загрязнителей; низкая токсичность и биосовместимость располагают к применению графена в медицине и зеленой химии [4-7].
Свойства графена сильно зависят от способа его получения и модификации его состава и структуры. Интерес в области катализа представляют производные графена: оксид графена (graphene oxide; GO) и восстановленный оксид графена (reduced graphene oxide; rGO), - применяемые в качестве адсорбентов [7, 8] и носителей активных компонентов катализаторов [3, 9]. GO - нестехиометрический углеродный материал, представляющий собой листы графена, содержащие кислородные функциональные группы: карбоксильные, карбонильные, гидроксильные и эпоксидные. Карбонильные и карбоксильные группы сконцентрированы на краях углеродной матрицы ввиду большей свободной энергии краевых атомов углерода и, следовательно, большей активности при их окислении [9]. GO получают химическим окислением графита методами Броди (KClO3 + HNO3), Штауденмай-ера (KCIO3 + HNO3 + H2SO4) и Хаммерса (KMnO4 + H2SO4 + NaNO3) [1, 6]. При восстановлении полученного материала (химически, термически, соль-вотермически, электрохимически, микроволновым или лазерным излучением либо фотовосстановлением) получается rGO, по своей структуре близкий к чистому графену, но содержащий некоторое количество остаточных кислородсодержащих групп, определенные дефекты углеродной матрицы (вакансия, нанопора, дефект Стоуна-Уэльса) и отдельные участки с углеродом в ¿^-гибридизации вследствие химического воздействия [10].
Для минимизации свободной энергии для обоих материалов характерно образование агрегатов («пачек») толщиной до 10 слоев, что позволяет их детектировать методом рентгенофазового анализа [11]. Наибольшее межслоевое расстояние наблюдается у GO (до 8 Á). При постепенном восстановлении и удалении функциональных групп происходит уменьшение межслоевого расстояния. Поскольку получаемые GO и rGO не являются исключительно
однослойными, более корректным будет называть эти системы «нанопла-стинками» или «малослойными GO и ЮО». Дальнейшее упоминание GO и rGO в данной работе будет соответствовать обозначенным системам.
Применение GO и ЮО в качестве носителей катализаторов и адсорбентов обусловлено рядом свойств. Помимо высокой удельной поверхности и химической стабильности, заселенность поверхности GO функциональными группами делает его гидрофильным, что упрощает работу с ним в водной среде, повышает сорбционную емкость по отношению к полярным веществам, а также дает широкие возможности для модифицирования / функцио-нализации поверхности [7, 10]. Более того, оптической активности и полупроводниковым свойствам свойственно уменьшение запрещенной зоны от ~ 4,3 до ~ 1,1 эВ при восстановлении GO до гОО, что позволяет использовать эти материалы как активные носители электро- и фотокатализаторов [12, 13].
Таким образом, материалы GO и ЮО являются перспективными структурами во многих областях науки и техники. Изучение их свойств, определение влияния условий их получения на эти свойства - ключ к рациональному и эффективному их применению. Данная статья направленна на апробацию упрощенной методики получения оксида графена по модифицированному методу Хаммерса, в котором окисление ведется смесью КМпО4 и H2SO4. Преимуществами данного подхода перед другими методами окислительной обработки графита являются более простое аппаратурное оформление, эко-логичность и отсутствие высокотоксичных продуктов (оксидов азота N0*, хлора), детонационная безопасность при синтезе (в отличие от методов Броди и Штауденмайера, использующих КС103) и в то же время контролируемая и глубокая степень окисления графита и воспроизводимость синтеза.
Методы 1. Синтез оксида графена
Оксид графена был синтезирован окислительной обработкой графита по модифицированному методу Хаммерса [14]. 5 г навески измельченного графита (марка ос. ч., чистота 99,9999%, средний размер частиц (фракция) ~ 90 мкм) поместили в 125 мл 98%-ной H2SO4. Смесь перемешивали при комнатной температуре (~ 25°С) в течение 8 ч.
В смесь внесли 15 г твердого порошка КМп04 (массовое соотношение графит: KMnO4 = 1:3) порциями по 3 г с периодичностью в 5 мин. Полученную смесь перемешивали 30 мин при 35-40° (автотермический процесс за счет протекания экзотермической реакции). Далее систему постепенно нагревали до 80-85° и выдерживали при данной температуре в течение 45 мин. После к смеси добавили 250 мл воды и выдерживали при температуре 98-105° в течение 30 мин с постоянным перемешиванием.
Для остановки реакции окисления и устранения непрореагировавших остатков КМп04 к охлажденной смеси прилили 500 мл воды и 30 мл 37%-ного раствора H2O2. Далее смесь фильтровали под вакуумом. Осадок
промыли два раза 5%-ным раствором HCl, внося осадок в 200 мл кислоты и выдерживая 15 мин при постоянном перемешивании с последующим фильтрованием. Полноту вымывания ионов марганца определяли по образованию бурого осадка при добавлении к фильтрату 25%-ного раствора аммиака NH3. Затем для глубокой очистки от остатков кислот осадок промыли три раза дистиллированной водой (до рН фильтрата ~ 4) в порядке, аналогичном промыванию HCl. Конечный продукт сушили под вакуумом 48 ч при 60°С для получения материала оксида графена. В целях проверки воспроизводимости получения оксида графена синтез проведен несколько раз по методике, описанной выше.
2. Исследование физико-химических свойств
Исследование фазового состава полученного материала GO проводили методом рентгенофазового анализа (РФА). Данные РФА получены с использованием дифрактометра XRD-6000 (Shimadzu, Япония) с излучением CuKa (X = 1,5418 À) в диапазоне углов дифракции 20 от 5 до 80° со скоростью съемки 2°/мин и шагом 0,02°. Толщина «пачек» GO рассчитана по формуле Шеррера
_ KX
°002 = eco^
где Doo2 - толщина кристаллита GO, K - постоянная Шеррера, или приборное уширение (0,89), X - длина волны рентгеновского излучения, ß - полная ширина на полувысоте пика (002) GO, 0 - угол рассеивания (максимум дифракционного пика (002) GO). Из уравнения Шеррера количество слоев GO в «пачках» рассчитано по формуле:
D002
N _ U»2 d002
где N - число слоев GO, doo2 - межслоевое расстояние.
Термические свойства образцов исследованы методом синхронного термического анализа (СТА) в режиме термогравиметрии - дифференциальной сканирующей калориметрии (ТГ-ДСК). Съемка проводилась на приборе STA 449 Fl Jupiter с масс-спектрометром QMS 403 D Aeolos (Netzsch, Германия) в атмосфере воздуха (окислительная атмосфера) или аргона (инертная атмосфера) в диапазоне температур от 25 до 900°С со скоростью нагрева 10°С/мин.
Оптические свойства образцов GO изучены с помощью электронной (УФ-видимой) спектрометрии. Съемку УФ-видимых спектров поглощения водных суспензий образцов GO (содержание образца 0,75 г/л) проводили на спектрофлуориметре Solar CM 2203 в in situ ячейке, снабженной кварцевой кюветой (оптический путь 10 мм), магнитной мешалкой и термостатом, в диапазоне длин волн 200-500 нм. Ширину запрещенной зоны образцов определяли по пересечению с осью абсцисс касательной к соответствующему каждому УФ-видимому спектру графику Таука в координатах (ahv)2 от hv, где a - величина оптической плотности, h - постоянная Планка (6,63*10-34 Дж-с), v - частота падающего излучения.
В качестве материала для сравнения использован исходный графит, из которого синтезирован GO.
Результаты 1. Рентгенофазовый анализ
Фазовый состав образцов исследован методом РФА. На рис. 1 представлены рентгенограммы для нескольких синтезированных образцов GO и исходного графита. Для образца графита наблюдаются рефлексы с максимумами при 26,5, 42,4, 44,5, 54,5 и 77,6°, которые относятся к кристаллографическим плоскостям гексагональной решетки графита (PDF 00-041-1487): doo2 = 3,37 A, dWo = 2,13 A, dioi = 2,03 A, doo4 = 1,68 A, dno = 1,23 А соответственно. Чрезвычайно высокая интенсивность и малая ширина пиков указывают на крупный размер кристаллитов.
Рис. 1. Рентгенограммы синтезированных образцов оксида графена и исходного графита
Для синтезированных образцов GO характерен сдвиг рефлекса (002), отвечающего межслоевому пространству 5р2-гибридизованного углерода, до 12,6-13,0° 20, что, в свою очередь, указывает на величину межплоскостного расстояния в образцах ^оо2 = 6,83-7,05 А. Увеличение расстояния между углеродными листами обусловлено внедрением кислородсодержащих групп и адсорбированной воды в межслоевое пространство в результате окислительной обработки графита [11]. Высокая интенсивность и заостренная форма пика (002) при ~ 13,0° 20 указывают на высокий выход синтезированного материала и упорядоченность слоев GO. Малый пик при ~ 26,5° относится к примесной фазе неокисленного графита. Малая интенсивность данного пика также указывает на высокий выход целевого материала GO. Лишь для одного из четырех образцов ^0_4) наблюдаются наиболее заметное
снижение интенсивности пика (002) GO и увеличение сигнала непрореаги-ровавшего графита, в то время как для остальных образцов соотношение интенсивностей этих пиков примерно одинаково с существенным преобладанием структуры GO. Это, в свою очередь, указывает на хорошую воспроизводимость синтеза оксида графена.
В то же время для GO отсутствуют рефлексы графита (101), (004) и (110) ввиду продольного смещения углеродных слоев относительно друг друга, т.е. формируется турбостратная структура. Однако пик (100) сохраняется и практически не меняет своего положения во всех образцах, поскольку данный рефлекс образуется в результате дифракции на параллельных рядах атомов углерода в пределах одного слоя.
В таблтце представлены результаты расчетов толщины кристаллитов GO из данных РФА. У всех образцов очень близкие воспроизводимые величины межслоевого расстояния ёот ~7 А, а размер кристаллитов GO (толщина «пачек» .Ооог) лежит в пределах 5,2-7,8 нм, что соответствует 7-11 слоям (Ы) оксида графена. Наименьшая толщина «пачек» наблюдается у образца GO_4, что в целом коррелирует с наибольшим содержанием примесной фазы непро-реагировавшего графита, немного меньшей степенью окисления исходного графита и, как следствие, меньшей интенсивностью рефлекса (002) GO.
Результаты расчетов рентгенофазового анализа
Образец 20, град. в, град. ^02, А Й002, нм N
ОО 1 13,0 1,02 6,83 7,8 11
ОО 2 12,6 1,22 7,05 6,6 9
ОО 3 12,9 1,28 6,89 6,3 9
ОО 4 12,7 1,53 6,97 5,2 7
Таким образом, метод РФА позволяет идентифицировать производные графена, а рефлекс (002) (его положение и ширина) - характеристичный для их различных форм. На основании уменьшения интенсивности и уширения рефлекса (002) можно заключить, что происходит снижение упорядоченности структуры от графита к оксиду графена ввиду искажения взаимного расположения углеродных слоев.
2. Синхронный термический анализ
Термические свойства образцов исследованы методом СТА. На рис. 2 представлены ТГ-кривые и соответствующие профили ДСК синтезированных образцов GO и исходного графита в атмосфере воздуха и аргона. Чистый графит показывает наибольшую термическую стабильность: потеря массы происходит при температуре выше 700°С. В атмосфере воздуха протекает процесс окисления (горения) с интенсивным экзотермическим эффектом, однако в инертной атмосфере аргона происходит лишь небольшая потеря массы (~ 5 мас. %), что может быть связано с распадом углеродной матрицы при высокой температуре.
Образцы GO имеют три ступени потери массы в окислительной атмосфере (см. рис. 2, а). Потеря массы 5-7 мас. % при температуре ниже 130° относится к эндотермическому процессу дегидратации. Тем самым видно, что GO обладает гидрофильным характером в отличие от чистого графита благодаря наличию кислородсодержащих функциональных групп. Далее происходит интенсивная потеря массы в ~ 27 мас. %, указывающая на экзотермический процесс декарбоксилирования (удаление лабильных карбонильных и карбоксильных групп) в диапазоне температур от 170 до 270° [15]. Процесс декарбоксилирования характерен для оксида графена и протекает при нагреве образца и в окислительной, и в инертной атмосфере [16] (см. рис. 2, б). Существенное значение потери массы при декарбоксилировании указывает на высокую степень окисления углерода в образцах GO. Последняя ступень потери массы наблюдается в температурном диапазоне от 500 до 750° и является процессом горения GO. При этом экзотермические пики на профилях ДСК в температурном диапазоне горения (см. рис. 2, в) имеют небольшое плечо при большей температуре, что может указывать на некоторую неоднородность получаемого GO; это выражается в различающейся устойчивости к окислению для отличных форм GO. Стоит также отметить, что в инертной атмосфере наблюдается постепенная потеря массы для образцов GO при температуре выше 300°, сопряженная с эндотермическим эффектом (см. рис. 2, б, г), что может быть связано с удалением стабильных кислородсодержащих функциональных групп [15].
О 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Температура, °С Температура, "С
Температура, "С Температура, °С
Рис. 2. Термогравиметрические кривые (а, б) и соответствующие профили дифференциальной сканирующей калориметрии (в, г) образцов в атмосфере воздуха и аргона
Остаточная масса образцов составляет 3-4 мас. % и относится к примесной фазе более термически устойчивого графита. Лишь у образца GO_4 наблюдается повышенное значение остаточной массы в 9 мас. %, указывающее на наибольшее содержание примесной фазы непрореагировавшего графита, что соответствует данным РФА. Тем самым получаемый материал оксид графена имеет высокий выход.
Таким образом, СТА, как и метод РФА, является точным идентифицирующим методом для производных графена по наличию определенных ступеней потери массы и их температурных пределов. Также знание термических свойств производных графена необходимо для понимания пределов их применимости в различных процессах, чтобы избежать разрушения материала и потерю необходимых свойств. Образцы GO демонстрируют воспроизводимые термические свойства. Сдвиг области горения в область меньших температур (снижение термической устойчивости) для оксида графена согласуется с данными РФА: меньшая упорядоченность и дефектность структуры углеродных слоев в сравнении с графитом способствует более низкому активационному барьеру процесса окисления.
3. УФ-видимая спектрометрия
Оптические свойства образцов GO изучены с помощью электронной (УФ-видимой) спектрометрии. На рис. 3, а представлены УФ-видимые спектры поглощения водных суспензий GO и исходного графита.
Длина волны, нм Иу, эВ
Рис. 3. УФ-видимые спектры образцов (а) и соответствующие им графики Таука (б)
Для всех спектров GO характерен интенсивный пик поглощения с максимумом на 230 нм и плечом на 305 нм, которые относятся к п ^ п* электронным переходам связей С=С и п ^ п* электронным переходам связей С=0 соответственно [13]. У исходного графита максимум п ^ п* перехода наблюдается при 278 нм, тем самым видно, что окислительная обработка
графита при синтезе GO способствует увеличению энергии перехода в возбужденное электронное состояние. То есть увеличивается ширина запрещенной зоны и происходит переход от свойств проводника (графита) к полупроводнику (GO) [12].
Для определения ширины запрещенной зоны образцов GO построены соответствующие каждому УФ-видимому спектру графики Таука (рис. 3, б). Проведя касательные, пересекающие ось абсцисс, к участку, соответствующему п ^ п* переходу, получены значения 3,6 и 3,8 эВ. Эти значения соотносятся с теоретическими значениями ширины запрещенной зоны у GO, лежащей в диапазоне 2,4-4,3 эВ [12], и указывают на высокую степень окисления углерода в синтезированных образцах GO, что согласуется с данными РФА и СТА.
Следовательно, метод УФ-видимой спектрометрии также способен выступать в качестве метода идентификации GO. Идентичный характер УФ-видимых спектров поглощения и близкие значения запрещенной зоны у образцов GO также указывают на хорошую воспроизводимость синтеза.
Заключение
Таким образом, предложена и проведена апробация упрощенной методики синтеза оксида графена окислительной обработкой графита по моди-филированному методу Хаммерса. Полученный материал имеет высокий выход высокоокисленного углерода с малой примесью неокисленного графита в примерно постоянном соотношении. Для серии синтезированных образцов оксида графена наблюдаются близкие значения межслоевых расстояний (~ 7 Â) и размеров «пачек» упорядоченных углеродных листов (5,2-7,8 нм). Также образцы имеют идентичный характер термических и оптических свойств. Внедрение кислородсодержащих функциональных групп в структуру углерода снижает термическую устойчивость оксида графена в сравнении с графитом, а также способствует возникновению полупроводниковых свойств (ширина запрещенной зоны 3,6-3,8 эВ). Это указывает на хорошую воспроизводимость предложенной упрощенной методики синтеза оксида графена.
Список источников
1. López M. del P.L., Palomino J.L.V., Silva M.L.S., Izquierdo A.R. Optimization of the Syn-
thesis Procédures of Graphene and Graphene Oxide // Recent Advances in Graphene
Research / P.K. Nayak, ed. London : IntechOpen, 2016. P. 113-133. doi: 10.5772/63752
2. Geim A.K., Novoselov K.S. The rise of graphene // Nat. Mater. 2007. Vol. 6. P. 183-191.
doi: 10.1038/nmat1849
3. Wang X., Chen S. Graphene-Based Nanocomposites // Physics and Applications of Gra-
phene - Experiments / S. Mikhailov, ed. London : IntechOpen, 2011. P. 135-168. doi:
10.5772/15321
4. Rudrapati R. Graphene: Fabrication Methods, Properties, and Applications in Modern In-
dustries // Graphene Production and Application / S. Ameen, M.S. Akhtar, H.-S. Shin, eds.
London : IntechOpen, 2020. doi: 10.5772/intechopen.92258
5. Obodo R.M., Ahmad I., Ezema F.I. Introductory Chapter: Graphene and Its Applications //
Graphene and Its Derivatives-Synthesis and Applications / I. Ahmad, F.I. Ezema, eds. London : IntechOpen, 2019. doi: 10.5772/intechopen.86023
6. Singh R.K., Kumar R., Singh D.P. Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and
frontier applications // RSC Adv. 2016. Vol. 6. P. 64993-65011. doi: 10.1039/c6ra07626b
7. Yusuf M., Kumar M., Khan M.A., Sillanpa M., Arafat H. A review on exfoliation, charac-
terization, environmental and energy applications of graphene and graphene-based composites // Adv. Colloid Interface Sci. 2019. Vol. 273. Art. 102036. doi: 10.1016/j.cis.2019.102036.
8. Paramasivan T., Sivarajasekar N., Muthusaravanan S., Subashini R., Prakashmaran J., Si-
vamani S., Ajmal Koya P. Graphene Family Materials for the Removal of Pesticides from Water // A New Generation Material Graphene: Applications in Water Technology / M. Nau-shad, ed. Berlin : Springer, 2019. P. 309-327. doi: 10.1007/978-3-319-75484-0_13
9. Prasad C., Liu Q., Tang H., Yuvaraja G., Long J., Rammohan A., Zyryanov G.V. An over-
view of graphene oxide supported semiconductors based photocatalysts: Properties, synthesis and photocatalytic applications // J. Mol. Liq. 2020. Vol. 297. Art. 111826. doi: 10.1016/j.molliq.2019.111826
10. Jimenez-Cervantes E., López-Barroso J., Martínez-Hernández A.L., Velasco-Santos C. Graphene-Based Materials Functionalization with Natural Polymeric Biomolecules // Recent Advances in Graphene Research / P.K. Nayak, ed. London : IntechOpen, 2016. P. 257298. doi: 10.5772/64001
11. Huh S.H. Thermal Reduction of Graphene Oxide // Physics and Applications of Graphene-Experiments / S. Mikhailov, ed. London : IntechOpen, 2011. P. 73-90. doi: 10.5772/14156
12. Gemeay A., El-Halwagy M. Immobilization Impact of Photocatalysts onto Graphene Oxide // Graphene Oxide-Applications and Opportunities / G. Kamble, ed. London : IntechOpen, 2018. P. 107-126. doi: 10.5772/intechopen.78054
13. Romero U.A.M., Soto M.Á.V., Jiménez L.L., Quintana J.Á., García S.A.P. Graphene Derivatives: Controlled Properties, Nanocomposites, and Energy Harvesting Applications // Graphene Materials-Structure, Properties and Modifications / G.Z. Kyzas, A. Mitropoulos, eds. London : IntechOpen, 2017. P. 77-96. doi: 10.5772/67474
14. Hummers W.S., Offeman R.E. Preparation of Graphitic Oxide // J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80. Art. 1339. doi: 10.1021/ja01539a017
15. Ossonon B.D., Bélanger D. Synthesis and characterization of sulfophenyl-functionalized reduced graphene oxide sheet // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 27224-27234. doi: 10.1039/c6ra28311j
16. He Y., Zhang N., Wu F., Xu F., Liu Y., Gao J. Graphene oxide foams and their excellent adsorption ability for acetone gas // Mater. Res. Bull. 2013. Vol. 48. P. 3553-3558. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.05.056
References
1. López, M. del P.L.; Palomino, J.L.V.; Silva, M.L.S.; Izquierdo, A.R. Optimization of the
Synthesis Procedures of Graphene and Graphene Oxide. In Recent Advances in Graphene Research; Nayak, P.K., Ed.; IntechOpen: London, 2016; pp. 113-133. DOI: 10.5772/63752.
2. Geim, A.K.; Novoselov, K.S. The rise of graphene. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191. DOI:
10.1038/nmat1849.
3. Wang, X.; Chen, S. Graphene-Based Nanocomposites. In Physics and Applications of Gra-
phene - Experiments; Mikhailov, S., Ed.; IntechOpen: London, 2011; pp. 135-168. DOI: 10.5772/15321.
4. Rudrapati, R. Graphene: Fabrication Methods, Properties, and Applications in Modern In-
dus-tries. In Graphene Production and Application; Ameen, S., Akhtar, M.S., Shin, H.-S., Eds.; IntechOpen: London, 2020. DOI: 10.5772/intechopen.92258.
5. Obodo, R.M.; Ahmad, I.; Ezema, F.I. Introductory Chapter: Graphene and Its Applications.
In Graphene and Its Derivatives-Synthesis and Applications; Ahmad, I., Ezema, F.I., Eds.; IntechOpen: London, 2019. DOI: 10.5772/intechopen.86023.
6. Singh, R.K.; Kumar, R.; Singh, D.P. Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and
frontier applications. RSC Adv. 2016, 6, 64993-65011. DOI: 10.1039/c6ra07626b.
7. Yusuf, M.; Kumar, M.; Khan, M.A.; Sillanpa, M.; Arafat, H. A review on exfoliation, charac-
terization, environmental and energy applications of graphene and graphene-based composites. Adv. Colloid Interface Sci. 2019, 273, 102036. DOI: 10.1016/j.cis.2019.102036.
8. Paramasivan, T.; Sivarajasekar, N.; Muthusaravanan, S.; Subashini, R.; Prakashmaran, J.;
Si-vamani, S.; Ajmal Koya, P. Graphene Family Materials for the Removal of Pesticides from Water. In A New Generation Material Graphene: Applications in Water Technology; Naushad, M., Ed.; Springer: Berlin, 2019; pp. 309-327. DOI: 10.1007/978-3-319-75484-0_13.
9. Prasad, C.; Liu, Q.; Tang, H.; Yuvaraja, G.; Long, J.; Rammohan, A.; Zyryanov, G.V. An
overview of graphene oxide supported semiconductors based photocatalysts: Properties, synthesis and photocatalytic applications. J. Mol. Liq. 2020, 297, 111826. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.111826.
10. Jimenez-Cervantes, E.; López-Barroso, J.; Martínez-Hernández, A.L.; Velasco-Santos, C. Graphene-Based Materials Functionalization with Natural Polymeric Biomolecules. In Recent Ad-vances in Graphene Research; Nayak, P.K., Ed.; IntechOpen: London, 2016; pp. 257-298. DOI: 10.5772/64001.
11. Huh, S.H. Thermal Reduction of Graphene Oxide. In Physics and Applications of Gra-phene-Experiments; Mikhailov, S., Ed.; IntechOpen: London, 2011; pp. 73-90. DOI: 10.5772/14156.
12. Gemeay, A.; El-Halwagy, M. Immobilization Impact of Photocatalysts onto Graphene Oxide. In Graphene Oxide-Applications and Opportunities; Kamble, G., Ed.; IntechOpen: London, 2018; pp. 107-126. DOI: 10.5772/intechopen.78054.^
13. Romero, U.A.M.; Soto, M.Á.V.; Jiménez, L.L.; Quintana, J.Á.; García, S.A.P. Graphene De-rivatives: Controlled Properties, Nanocomposites, and Energy Harvesting Applications. In Graphene Materials-Structure, Properties and Modifications; Kyzas, G.Z., Mitropoulos, A., Eds.; IntechOpen: London, 2017; pp. 77-96. DOI: 10.5772/67474.
14. Hummers, W.S.; Offeman, R.E. Preparation of Graphitic Oxide. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339. DOI: 10.1021/ja01539a017.
15. Ossonon, B.D.; Bélanger, D. Synthesis and characterization of sulfophenyl-functional-ized reduced graphene oxide sheet. RSC Adv. 2017, 7, 27224-27234. DOI: 10.1039/c6ra28311j.
16. He, Y.; Zhang, N.; Wu, F.; Xu, F.; Liu, Y.; Gao, J. Graphene oxide foams and their excellent adsorption ability for acetone gas. Mater. Res. Bull. 2013, 48, 3553-3558. DOI: 10.1016/j.materresbull.2013.05.056.
Сведения об авторах:
Алексей Владимирович Таратайко - аспирант кафедры физической и коллоидной химии химического факультета, младший научный сотрудник лаборатории каталитических исследований Национального исследовательского Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: taratayko1997@mail.ru
Григорий Владимирович Мамонтов - кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии химического факультета, заведующий лабораторией пористых материалов и сорбции Национального исследовательского Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: grigoriymamontov@mail.ru
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about the authors:
Aleksey Vladimirovich Taratayko - PhD Student of Department of Physical and Colloid Chemistry of Chemical Faculty, Junior Researcher of Laboratory of Catalytic Research, National Research Tomsk State University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: taratayko1997@mail.ru
Grigory Vladimirovich Mamontov, PhD in Chemistry, Associate Professor of Department of Physical and Colloid Chemistry of Chemical faculty, Head of Laboratory of Porous Materials and Sorption, National Research Tomsk State University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: grigoriymamontov@mail.ru
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 28.12.2022; принята к публикации 03.07.2023 The article was submitted 28.12.2022; accepted for publication 03.07.2023
