- Код статьи
- 10.31857/S0235010623050031-1
- DOI
- 10.31857/S0235010623050031
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 5
- Страницы
- 525-539
- Аннотация
- Исследована восстановительная и адсорбционная способность иерархически структурированных углеродных пленок, синтезированных из глюкозы на расплавленном магниевом катализаторе под слоем расплавленных солей и термически восстановленного оксида графена при их взаимодействии с раствором перманганата натрия в нейтральной среде при комнатной температуре. Полученные методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии данные показывают, что весь адсорбированный на поверхности углеродных наноматериалов марганец находится в восстановленном виде – большая часть в виде ионов четырехвалентного марганца, а порядка 20% – в виде ионов трехвалентного марганца, что делает образованные углеродно-оксидные композиты перспективными материалами в качестве катодов химических источников тока. Самую низкую адсорбционную активность продемонстрировал термически восстановленный оксид графена. Иерархически структурированные углеродные пленки позволяют адсорбировать до 100 мас. % исходного марганца в нейтральных средах, что много выше по сравнению со всеми известными коммерческими адсорбентами.
- Ключевые слова
- расплавленные соли иерархически структурированная углеродная пленка термически восстановленный оксид графена адсорбция фотоэлектронная спектроскопия
- Дата публикации
- 01.09.2023
- Год выхода
- 2023
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 36
Библиография
- 1. Fu F., Wang Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review // J. Environ. Manage. 2011. 92. P. 407–418.
- 2. Васильев В.П. Аналитическая химия. М.: Дрофа. 2007.
- 3. Guilarte T.R., Gonzales K.K. Manganese-induced Parkinsonism is not idiopathic Parkinson’s disease: environmental and genetic evidence // Toxicol. Sci. 2015. 146. P. 204–212.
- 4. Rahman N.A., Wilfred C.D. Removal of Mn(VII) from industrial wastewater by using alginate-poly(vinyl) alcohol as absorbent // IOP Conf. Series: J. Physics: Conf. Series. 2018. 1123. P. 01206.
- 5. Chen F., Hong M., You W., Li Ch., Yu Y. Simultaneous efficient adsorption of Pb2+ and ions by MCM-41 functionalized with amine and nitrilotriacetic acid anhydride // Applied Surface Science. 2015. 357. P. 856–865.
- 6. Egbosiuba T.C., Abdulkareem A.S., Kovo A.S., Afolabi E.A., Tijani J.O., Roos W.D. Enhanced adsorption of As(V) and Mn(VII) from industrial wastewater using multi-walled carbon nanotubes and carboxylated multi-walled carbon nanotubes // Chemosphere. 2020. 254. P. 126780.
- 7. Chen L., Li D., Zheng X., Chen L., Zhang Y., Liang Zh. Integrated nanocomposite of LiMn2O4/ graphene/carbon nanotubes with pseudocapacitive properties as superior cathode for aqueous hybrid capacitors // J. Electroanalytical Chemistry. 2019. 842. P. 74–81.
- 8. Prasankumar T., Vigneshwaran J., Bagavathi M., Jose S. Expeditious and eco-friendly synthesis of spinel LiMn2O4 and its potential for fabrication of supercapacitors // J. Alloys and Compounds. 2020. 834. P. 155060.
- 9. Kumar N., Rodriguez J.R., Pol V.G., Sen A. Facile synthesis of 2D graphene oxide sheet enveloping ultrafine 1D LiMn2O4 as interconnected framework to enhance cathodic property for Li-ion battery // Applied Surface Science. 2019. 463. P. 132–140.
- 10. Yue H.J., Huang X.K., Lv D.Pi., Yang Y. Hydrothermal synthesis of LiMn2O4/C composite as a cathode for rechargeable lithium-ion battery with excellent rate capability // Electrochimica Acta. 2009. 54. P. 5363–5367.
- 11. Zhao H., Li Y., Shena D., Yina Q., Ran Q. Significantly enhanced electrochemical properties of LiMn2O4-based composite microspheres embedded with nano-carbon black particles // J. Materials and Technologies. 2020. 9. № 4. P. 7027–7033.
- 12. Dorogova V.A., Yolshina L.A. Synthesis of hybrid carbon nanocomposites with potassium spinel KMn2O4 at low temperatures in a neutral medium // Russian Metallurgy. 2022. № 8. P. 919–926.
- 13. Abou-Rjeily J., Bezza I., Ait Laziz N., Autret-Lambert C., Tahar Sougrati M., Ghamouss F. High-rate cyclability and stability of LiMn2O4 cathode materials for lithium-ion batteries from low-cost natural β-MnO2 // Energy Storage Materials. 2020. 26. P. 423–432.
- 14. Yolshina V.A., Yolshina L.A., Elterman V.A., Vovkotrub E.G., Shatunova A.A., Pryakhina V.I., Khlebnikov N.A., Tarakina N.V. Synthesis of and characterization of freestanding, high-hierarchically structured graphene-nanodiamond films // Materials and Design. 2017. 135. P. 343–352.
- 15. Yolshina L.A., Yolshina V.A., Pershina S.V., Pryakhina V.I. Study of thermal stability of hierarchical structured carbon composite flakes // Diamond and Related Materials. 2021. 119. P. 108556.
- 16. Pan B., Xiao J., Li J., Liu P., Wang Ch., Yang G. Carbyne with finite length: The one-dimensional sp carbon // Sci. Adv. 2015. 1. P. 1500857.
- 17. Taddesse P., Gebrekiros H., Semu G., Duressa M., Chemeda Y.C., Murali N., Vijaya Babu K. Investigation of structural, vibrational spectroscopic and properties study of LiMn2O4 and LiMn1.9Cu0.05Fe0.05O4 cathode materials // Results in Materials. 2021. 12. P. 100224.
- 18. Al-Gaashani R., Najjar A., Zakaria Y., Mansour S., Atieh M.A. XPS and structural studies of high quality graphene oxide and reduced graphene oxide prepared by different chemical oxidation methods // Ceramics International. 2019. 45. № 11. P. 14439–14448.
- 19. Biesinger M.C., Payne B.P., Grosvenor A.P., Lau L.W.M., Gerson A.R., Smart R.S.C.C. Resolving surface chemical states in XPS analysis of first row transition metals, oxides and hydroxides: Cr, Mn, Fe, Co and Ni // Appl. Surf. Sci. 2011. 257. P. 2717.
- 20. Yolshina V.A., Yolshina L.A., Pryakhina V.I. SEM and XPS Study of Cr6+ removal from wastewater via reduction and adsorption by hierarchically structured carbon composite in neutral media // J. Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2021. 31. № 8. P. 3624–3635.
