В. А. Дорогова, Л. А. Елшина.
АННОТАЦИЯ
Исследована восстановительная и адсорбционная способность иерархически структурированных углеродных пленок, синтезированных из глюкозы на расплавленном алюминиевом катализаторе под слоем расплавленных солей, и коммерческого графена при их взаимодействии с раствором перманганата калия в нейтральной среде при температурах 20 и 60ºС. Показано, что повышение температуры с 20 до 60 ºС позволяют в 150 раз увеличить скорость восстановления и адсорбции семивалентного марганца на углеродных наноматериалах, однако, продукты взаимодействия не зависят от увеличения температуры.
Иерархически структурированные углеродные пленки позволяют адсорбировать до 99.9 мас. % исходного марганца в нейтральных средах, что выше по сравнению с графеном.
На всей поверхности графена в результате взаимодействия с перманганатом калия высаживаются кристаллы преимущественно γ-MnO2 размером не более 100 нм. При подобном взаимодействии иерархически структурированной углеродной пленки на развитой стороне пленки формируются пластинчатые нанокристаллы калиевой шпинели KMn2O4 длиной до 100 нм и толщиной до 10 нм. При этом на гладкой стороне пленки не образуются кристаллы манганита, что говорит об отличающейся реакционной способности сторон пленки ИСУП с разной структурой и морфологией.
Удельная поверхность композита «графен-диоксид марганца» уменьшается более, чем в три раза и составляет 45.2 м2/г, в то время как удельная поверхность композита ИСУП-марганцевая шпинель уменьшается менее, чем в два раза – до 306.5 м2/г.
Нанокомпозиты «углерод-диоксид марганца или марганцевая шпинель» могут найти применение в химических источниках тока, также в экологически безопасных методах очистки сточных вод.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Расплавленные соли, иерархически структурированная углеродная пленка, графен, адсорбция, калиево-магниевая шпинель, нанокомпозит.
DOI: 10.31857/S0235010622030021