Влияние температуры восстановления оксида графена на низкотемпературную сорбцию водорода

Abstract

В інтервалі температур 9-290 К досліджена сорбція і подальша десорбція водню порошком оксиду графену, який було термічно відновлено при температурах 200, 300, 500, 700 і 900 °С. Отримана залежність кількості сорбованого водню від температури відновлення мала немонотонний характер. Максимальні значення кількості сорбованого водню спостерігалися для зразків, які були відновлені при 300 і 900 °С. Зроблено припущення, що збільшення сорбційної здатності відновленого при 300 °С зразку пояснюється розупорядкуванням шаруватої структури оксиду графену при видаленні інтеркальованої води. Термічна обробка при температурі 900 °С також збільшила сорбційну ємність зразка за рахунок утворення множинних дефектів вуглецевих поверхонь при видаленні кисневмісних груп.

В интервале температур 9-290 К исследована сорбция и последующая десорбция водорода порошками оксида графена, термически восстановленного при температурах 200, 300, 500, 700 и 900 °С. Полученная зависимость количества сорбированного водорода от температуры восстановления имела немонотонный характер. Максимальные значения количества сорбированного водорода наблюдались для образцов, восстановленных при 300 и 900 °С. Сделано предположение, что увеличение сорбционной способности образцов, восстановленных при 300 °С, объясняется разупорядочением слоистой структуры оксида графена при удалении интеркалированной воды. Термическая обработка при температуре 900 °С также увеличила сорбционную емкость образца за счет образования множественных дефектов углеродных поверхностей при удалении кислородосодержащих групп.

Sorption and subsequent desorption of hydrogen by graphene oxide powder which was thermally reduced at temperatures of 200, 300, 500, 700 and 900 °С were investigated in 9-290 K temperature interval. The resulting dependence of the quantity of adsorbed hydrogen on the reduction temperature had a nonmonotonic character. The maximum values of the quantity of sorbed hydrogen were observed for the samples reduced at temperatures of 300 and 900 °С. It was assumed that the increase in the sorption ability of the samples reduced at 300 °C is due to the disordering of the layered structure of graphene oxide by removing the intercalated water. Heat treatment at 900 °C also increased the sorption capacity of the sample due to the formation of multiple defects of carbon surfaces by removing oxygen-containing groups.