Закономерности расщепления графита в плазменно-электролитных процессах получения графеновых частиц

Борисов А.М., Волосова М.А., Воробьева Е.А., Гапонов В.А., Людин В.Б., Митрофанов А.П., Овчинников М.А., Попов Н.С., Суминов И.В.

Abstract

УДК 620.197:621.794

Изучены возможности технологии и оборудования плазменно-электролитной обработки для получения электролитов-суспензий с графеновыми частицами путем расщепления графитовых электродов. Установлены закономерности расщепления графита в анодно-катодных процессах плазменно-электролитной обработки. Найдено, что электрические режимы технологического знакопеременного источника тока позволяют путем плазменно-химического расщепления графитов получать электролиты-суспензии с графеновыми частицами с различной степенью дефектности: от многослойных графеновых частиц (катодный импульсный режим) до частиц оксида графена с различной степенью функционализации (анодный и промежуточные режимы). Установлено, что плазменно-электролитное воздействие на высокотекстурированный пиролитический графит приводит в отличие от полигранулярного графита к более чем десятикратному распуханию электрода. Показано, что плазменно-электролитная обработка синтетических графитов проявляет высокую эффективность получения электролитов-суспензий с графеновыми частицами.

Ключевые слова: графен, оксид графена, графит, плазменно-электролитная обработка, суспензия, оптическая микроскопия, растровая электронная микроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света.

The possibilities of plasma-electrolyte treatment technology and equipment for obtaining electrolyte suspensions with graphene particles by exfoliation of graphite electrodes were studied. The regularities of graphite exfoliation in the anode-cathode processes of plasma-electrolytic treatment were established. It was found that the electrical modes of the technological alternating current source allow, through plasma-chemical exfoliation of graphite, to produce the electrolyte suspensions with graphene particles with varying degrees of defectiveness: from multilayer graphene particles (cathode pulse mode) to graphene oxide particles with varying degrees of functionalization (anode and intermediate modes). It has been established that plasma-electrolytic exposure to highly textured pyrolytic graphite, unlike polygranular graphite, causes the electrode to swell more than tenfold. It is shown that plasma-electrolyte treatment of synthetic graphites is highly effective for obtaining electrolyte suspensions with graphene particles.

Keywords: graphene, graphene oxide, graphite, plasma-electrolyte treatment, suspension, optical microscopy, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy.

Download full-text PDF. Have not been downloaded yet.

Menu

Vol. 61 (2025), Issue 6, p. 1-9

Закономерности расщепления графита в плазменно-электролитных процессах получения графеновых частиц

Abstract