PL227753B1 - Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu - Google Patents

Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu Download PDF

Info

Publication number
PL227753B1
PL227753B1 PL411401A PL41140115A PL227753B1 PL 227753 B1 PL227753 B1 PL 227753B1 PL 411401 A PL411401 A PL 411401A PL 41140115 A PL41140115 A PL 41140115A PL 227753 B1 PL227753 B1 PL 227753B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
graphene
noble metal
nanoparticles
graphene flakes
flakes
Prior art date
Application number
PL411401A
Other languages
English (en)
Other versions
PL411401A1 (pl
Inventor
Joanna Jureczko
Antoni KUNICKI
Antoni Kunicki
Agnieszka Jastrzębska
Andrzej OLSZYNA
Andrzej Olszyna
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL411401A priority Critical patent/PL227753B1/pl
Publication of PL411401A1 publication Critical patent/PL411401A1/pl
Publication of PL227753B1 publication Critical patent/PL227753B1/pl

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Ujawniono płatki grafenu modyfikowane powierzchniowo nanocząstkami kompozytowymi dwutlenek tlenek tytanu-metal szlachetny, a także sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu, który polega na tym, że do płatków grafenu lub tlenku grafenu zdyspergowanych w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy węglowodory alifatyczne zawierające od 3 do 9 atomów węgla wprowadza się związek tytanu o wzorze ogólnym Ti(OR)n, gdzie n=3-4, oraz i/lub (R-O)n-Ti-(O-R')m, gdzie n,m=2, oraz i/lub (R-O-O-R)n-Ti-(O-R')m, gdzie n,m=2, oraz i/lub (TiO)(R-O-R)n, gdzie n=2, oraz i/lub (R-O-R'-NH2)n-Ti-(OH)m, gdzie n,m=2, w którym R, R' oznacza podstawnik alkilowy zawierający od 1 do 9 atomów węgla oraz związek metalu szlachetnego o wzorze ogólnym: MeRx, w którym R oznacza podstawnik alkilowy zawierający od 1 do 9 atomów węgla lub podstawnik nieorganiczny grupy V, VI, VII (węglany, wodorotlenki, chlorki, siarczki, fluorki, jodki, azotany, tiocyjaniany) lub mieszaninę tych związków. Następnie miesza się dalej w obecności suchego lub wilgotnego powietrza, usuwa rozpuszczalnik, a pozostałość po wysuszeniu poddaje się rozkładowi termicznemu w obecności powietrza, w temperaturze od 200 do 700°C. Stężenie związku tytanu w rozpuszczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l a stężenie związku metalu szlachetnego w rozpuszczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu do zastosowań w szeroko rozumianej filtracji i katalizie.
Produkty o nanometrycznych rozmiarach cząstek, tj. takich, w których jeden z wymiarów jest mniejszy lub równy 100 nm, nabierają coraz większego znaczenia w wielu obszarach techniki. Od czasów pionierskiej pracy Novoselova nad grafenem opisującej nowego członka rodziny materiałów węglowych [K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, „Electric field effect in atomically thin carbon films” Sci. 306 (2004) 666], grafen stał się przedmiotem dużego zainteresowania zarówno w obszarze nauki jak i technologii z uwagi na jego unikatowe właściwości elektryczne, mechaniczne, specyficzny magnetyzm, znakomitą mobilność nośników ładunku oraz wysoką przewodność termiczną [A. C. Neto, A. F. Guinea, N. M. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim, „The electronic properties of graphene” Rev. Modern. Phys. 81 (2009) 109]. Ponadto, charakteryzuje się on bardzo dużą powierzchnią właściwą, dużą przewodnością elektryczną, niespotykaną odpornością na obciążenia, a także umożliwia tworzenie bardzo aktywnych układów katalitycznych [Y. Zhang,
G. Mo, X. Li, W. Zhang, J. Zhang, J. Ye, X. Huang, C. Yu, „A graphene modified anode to improve the performance of microbial fuel cells” J. Power Sources 196 (2011) 5402].
Grafen i wytworzone z jego udziałem materiały mają duży potencjał aplikacyjny i mogą znaleźć zastosowane w wielu technologiach, takich jak: superkondensatory, nowej generacji urządzenia elektroniczne, baterie słoneczne, sensory, materiały filtracyjne stosowane w usuwaniu szkodliwych zanieczyszczeń [Y. Li, P. Zhang, Q. Du, X. Peng, T. Liu, Z. Wanga, Y. Xia, W. Zhang, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, „Adsorption of fluoride from aqueous solution by graphene” J. Colloid Interface Sci. 363 (2011) 348].
Efektywnym sposobem wytwarzania materiałów kompozytowych na bazie grafenu jest osadzanie na jego powierzchni nanocząstek metali lub ich tlenków, uzyskując materiały charakteryzujące się właściwościami lepszymi od dotychczas stosowanych z uwagi na fakt wykorzystania unikatowych właściwości grafenu [G. Jiang, Z. Lin, C. Chen, L. Zhu, Q. Chang, N. Wang, W. Wei, H. Tang, „TiO2 nanoparticles assembled on graphene oxide nanosheets with high photocatalytic activity for removal of pollutants” Carbon 49 (2011) 2693., Dobrze rozwinięte już technologie wytwarzania nanocząstek ceramicznych lub metalicznych [V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S.l. Khondaker, S. Seal, „Graphene based materials: Past, present and future” Progress Mat. Sci. 56 (2011) 1178] stymulowały wiele prac nad ich osadzaniem na powierzchni tlenku grafenu i grafenu celem otrzymania nanokompozytów o właściwościach funkcjonalnych, znacznie przewyższających ich makroskopowe odpowiedniki [G. Jiang, Z. Lin, C. Chen, L. Zhu, Q. Chang, N. Wang, W. Wei, H. Tang, „TiO2 nanoparticles assembled on graphene oxide nanosheets with high photocatalytic activity for removal of pollutants” Carbon 49 (2011) 2693; B. Seger, P. V. Kamat, „Electrocatalytically active graphene-platinum composites, role of 2-D carbon support in PEM fuel cells” J. Phys. Chem. C. 113 (2009) 7990; S. M. Paek, E.
J. Yoo, I. Honma, „Enhanced cyclic performance and lithium storage capacity of SnO2/graphene nanoporous electrodes with three-dimensionally delaminated flexible structure” Nano Lett. 9 (2009) 72; D. Wang, D. Choi, J. Li, Z. Yang, Z. Nie, R. Kou, „Self-assembled TiO2 - graphene hybrid nanostructures for enhanced Li-ion insertion” ACS Nano 3 (2009) 907].
Opracowano już wiele metod osadzania nanocząstek na powierzchni grafenu. Metody te można ogólnie podzielić na dwie grupy: ex situ i in situ.
Metoda ex situ polega na zmieszaniu wcześniej oddzielnie wytworzonych nanocząstek metali lub ich tlenków oraz zawiesiny grafenu, a następnie oddzieleniu rozpuszczalnika lub jego odparowaniu i wysuszeniu tak otrzymanego kompozytu. Metodą tą osadzano na powierzchni grafenu między innymi nanocząstki: Pt [L-S. Zhang, X-Q. Liang, W-G. Song, Z-Y. Wu, „Identification of the nitrogen species on N-doped graphene layers and Pt/NG composite catalyst for direct methanol fuel cell” Phys. Chem. 12 (2010) 12055], Au [S. Myung, J. Park, H. Lee, K. S. Kim, S. Hong, „Ambipolar memory devices based on reduced graphene oxide and nanoparticles” Adv. Mater. 22 (2010) 2045; T. T. Baby, S. S. J. Aravind, T. Arockiadoss, R. B. Rakhi, S. Ramaprabhu, „Metal decorated graphene nanosheets as immobilization matrix for amperometric glucose biosensor” Sensor Actuat B: Chem 145 (2010) 71], Pd [R. S. Sundaram, C. Gómez-Navarro, K. Balasubramanian, M. Burghard, K. Kern, „Electrochemical modification of graphene” Adv. Mater. 20 (2008) 3050], SnO2 [S-M. Paek, E. Yoo, I. Honma, „Enhanced cyclic performance and lithium storage capacity of SnO2/graphene nanoporous electrodes with three-dimensionally delaminated flexible structure” Nano Lett. 9 (2008) 72], ZnO [Y. Zhang, H. Li, L.
PL 227 753 B1
Pan, T. Lu, Z. Sun, „Capacitive behavior of graphene-ZnO composite film for supercapacitors” J. Electroanal Chem. 634 (2009) 68].
Metoda in situ polega na wprowadzeniu do wodnej zawiesiny tlenku grafenu prekursorów nanocząstek w postaci soli metali, takich jak np. HAuCl4, K2PtCl4, K2PdCl4, czy AgNO3 [V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. l. Khondaker, S. Seal, „Graphene based materials: Past, present and future” Progress Mat. Sci. 56 (2011) 1178] otrzymując początkowo kompozyt tlenek grafenu/precursor, a następnie prowadzi się redukcję kompozytu do grafen/nanocząstki metalu lub jego tlenków stosując np. m onohydrat hydrazyny, borowodorek sodu [V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. l. Khondaker, S. Seal, „Graphene based materials: Past, present and future” Progress Mat. Sci. 56 (2011) 1178] lub stosuje się metodę redukcji fotokatalitycznej wspomaganej promieniowaniem UV [G. Williams, B. Seger, P. V. Kamat, „TiO2-graphene nanocomposites. UV-assisted photocatalytic reduction of graphene oxide” ACS Nano 2 (2008) 1487; B. Li, X. Zhang, X. Li, L. Wang, R. Han, B. Liu, „Photo-assisted preparation and patterning of large-area reduced graphene oxide-TiO2 conductive thin film” Chem. Commun. 46 (2010) 3499].
Techniki in situ wykorzystano do osadzania na powierzchni grafenu nanocząstek metali: Sn [G. Wang, B. Wang, X. Wang, J. Park, S. Dou, H. Ahn, K. Kim, „Sn/graphene nanocomposite with 3D architecture for enhanced reversible lithium storage in lithium ion batteries” J. Mater. Chem. 19 (2009) 8378], Au [B-S. Kong, J. Geng, H-T. Jung, „Layer-by-layer assembly of graphene and gold nanoparticles by vacuum filtration and spontaneous reduction of gold ions” Chem. Commun. (2009) 2174], Pt [C. Xu, X. Wang, J. Zhu, „Graphene metal particle nanocomposites” J. Phys. Chem. C. 112 (2008) 19841] i Pd [C. Xu, X. Wang, J. Zhu, „Graphene metal particle nanocomposites” J. Phys. Chem. C. 112 (2008) 19841], Ag [X. Zhou, X. Huang, X. Qi, S. Wu, C. Xue, F. Y .C. Boey „In situ synthesis of metal nanoparticles on single-layer graphene oxide and reduced graphene oxide surfaces” J. Phys. Chem. C. 113 (2009) 10842], Pt [C. Xu, X. Wang, J. Zhu, „Graphene metal particle nanocomposites” J. Phys. Chem. C. 112 (2008) 19841]), tlenków metali: Fe3O4 [M. A. Rafiee, J. Rafiee, I. Srivastava, Z. Wang,
H. Song, Z. Z. Yu, „Fracture and fatigue in graphene nanocomposites” Small 6 (2010) 179; X. Yang, X. Zhang, Y. Ma, Y. Huang, Y. Wang, Y. Chen, „Superparamagnetic graphene oxide-Fe3O4 nanoparticles hybrid for controlled targeted drug carriers” J. Mater. Chem. 19 (2009) 2710], TiO2 [Y. Liang, H. Wang, H. S. Casalongue, Z. Chen, H. Dai, „TiO2 nanocrystals grown on graphene as advanced photocatalytic hybrid materials” Nano Res. 3 (2010) 701; S. Yang, X. Feng, S. Ivanovici, K. Mullen, „Fabrication of graphene-encapsulated oxide nanoparticles: towards highperformance anode materials for lithium storage” Angew Chem. Int. Ed. 49 (2010) 8408], SnO2 [L. Fenghua, „One-step synthesis of graphene/SnO2 nanocomposites and its application in electrochemical supercapacitors” Nanotech. 20 (2009) 455602], Co3O4 [C. Xu, X. Wang, J. Zhu, X. Yang, L. Lu, „Deposition of Co3O4 nanoparticles onto exfoliated graphite oxide sheets” J. Mater. Chem. 18 (2008) 5625; S. Yang, X. Feng, S. Ivanovici,
K. Mullen, „Fabrication of graphene-encapsulated oxide nanoparticles: towards hig performance anode materials for lithium storage” Angew Chem. Int. Ed. 49 (2010) 8408], MmO4 [H. Wang, L-F Cui, Y. Yang, H. S. Casalongue, J. T. Robinson, Y. Liang, „Mn3O4 graphene hybrid as a high-capacity anode material for lithium ion batteries” J. Am. Che.m Soc. 132 (2010) 13978], ZnO [J. O. Hwang, D. H. Lee, J. Y. Kim, T. H. Han, B. H. Kim, M. Park, „Vertical ZnO nanowires/graphene hybrids for transparent and flexible field emission” J. Mater. Chem. 21 (2011) 3432], RuO2 [Z-S. Wu, D-W. Wang, W. Ren, J. Zhao, G. Zhou, F. Li, „Anchoring hydrous RuO2 on graphene sheets for high-performance electrochemical capacitors” Adv. Funct. Mater. 20 (2010) 3595] CdS [H. Chang, X. Lv, H. Zhang, J. Li, „Quantum dots sensitized graphene: in situ growth and application in photoelectrochemical cells” Electrochem. Commun. 12 (2010) 483], CdSe [X. Geng, L. Niu, Z. Xing, R. Song, G. Liu, M. Sun, „Aqueousprocessable noncovalent chemically converted graphene - quantum dot composites for flexible and transparent optoelectronic films” Adv. Mater. 22 (2010) 638], CdTe [H. Dong, W. Gao, F. Yan, H. Ji, H. Ju, „Fluorescence resonance energy transfer between quantum dots and graphene oxide for sensing biomolecules” Anal. Chem. 82 (2010) 5511]). Siarczek, selenek i telurek kadmu na bazie grafenu dały materiały półprzewodnikowe, o doskonałych parametrach.
Obok dobrze już rozwiniętych metod ex situ oraz in situ, w ostatnim czasie pojawiły się także pierwsze doniesienia o wykorzystaniu reakcji zol-żel do osadzania tlenków na powierzchni grafenu.
Jak dotąd metodą zol-żel wytworzono nanokompozytowe cienkie warstwy w układzie grafen/SiO2 [S.
Watcharotone, D. A. Dikin, S. Stankovich, R. Piner, I. Jung, G. FI. B. Dommett, „Graphene-silica composite thin films as transparent conductors” Nano Lett. 7 (2007) 1888]. Metoda polegała na przepro4
PL 227 753 B1 wadzeniu hydrolizy prekursora SiO2 (tetrametylosilan) w wodnej zawiesinie tlenku grafenu. Na wytworzony film działano następnie parami hydrazyny otrzymując film kompozytowy z układu grafen/SiO2.
Należy zaznaczyć, że w wytworzonych metodą ex situ kompozytach, nanocząstki metalu lub tlenku metalu osadzane są na powierzchni grafenu wykorzystując słabe oddziaływania elektrostatyczne lub van der Waisa. Te słabe oddziaływania nie zapobiegają niekorzystnemu zjawisku jakim jest mechaniczne usuwanie nanocząstek z powierzchni grafenu [V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. l. Khondaker, S. Seal, „Graphene based materials: Past, present and future” Progress Mat. Sci. 56 (2011) 1178].
W metodzie in situ nanocząstki osadzane są na powierzchni tlenku grafenu z wykorzystaniem oddziaływań kowalencyjnych, co daje ich silne związanie z podłożem [V. Singh, D. Joung, L. Zhai,
S. Das, S. l. Khondaker, S. Seal, „Graphene based materials: Past, present and future” Progress Mat. Sci. 56 (2011) 1178]. W tworzeniu tych silnych połączeń wykorzystywane są reaktywne tlenowe grupy funkcyjne znajdujące się na powierzchni tlenku grafenu takie jak np.: karboksylowa (O=C-OH), hydroksylowa (C-OH), ketonowa (C=O), epoksydowa (C-O-C), itp. biorące udział w tworzeniu wiązań kowalencyjnych pomiędzy grafenem a osadzanymi na jego powierzchni nanocząstkami [H. Wang, J.
T. Robinson, G. Diankov, H. Dai „Nanocrystal growth on graphene with various degrees of oxidation” J. Am. Chem. Soc. 132 (2010) 3270; Y. Liang, H. Wang, H. S. Casalongue, Z. Chen, H. Dai, „TiO2 nanocrystals grown on graphene as advanced photocatalytic hybrid materials” Nano Res. 3 (2010) 701].
W osadzaniu nanocząstek na powierzchni grafenu metodą in situ, bardzo istotną rolę odgrywa rozpuszczalnik. Grafen, w odróżnieniu od tlenku grafenu charakteryzuje się silną hydrofobowością ze względu na brak tlenowych grup funkcyjnych na jego powierzchni, co uniemożliwia wytworzenie jego dobrej dyspersji w wodzie. W procesie wytwarzania kompozytów na bazie grafenu dodawane do układu prekursory nanocząstek metali lub ich tlenków wymagają natomiast zastosowania wody, w której ulegają roztworzeniu. Stosuje się więc wodne dyspersje tlenku grafenu, a następnie po etapie os adzania nanocząsteczek prowadzi się jego redukcję do grafenu nazywanego niekiedy zredukowanym tlenkiem grafenu [S. M. Paek, E. J. Yoo, I. Honma, „Enhanced cyclic performance and lithium storage capacity of SnO2/graphene nanoporous electrodes with three-dimensionally delaminated flexible structure” Nano Lett. 9 (2009) 72; D. Wang, D. Choi, J. Li, Z. Yang, Z. Nie, R. Kou, „Self-assembled TiO2graphene hybrid nanostructures for enhanced Li-ion insertion” ACS Nano 3 (2009) 907].
Niedogodnością opisanych wyżej metod in situ otrzymywania płatków grafenu modyfikowanych nanocząstkami jest fakt, że procesy osadzania nanocząstek na powierzchni zredukowanego tlenku grafenu wymagają zastosowania niekorzystnie wody jako rozpuszczalnika procesu, a więc dotyczą głównie tak zwanych metod mokrych. Wynikiem zastosowania wody jako rozpuszczalnika jest powstawanie dużej ilości produktów niepożądanych, stanowiących obciążenie dla środowiska i wpływ ających niekorzystnie na jakość produktów pożądanych. Otrzymane produkty finalne pozostają zani eczyszczone reagentami oraz produktami ubocznymi procesu. Ponadto, metody te charakteryzują się również dużym stopniem skomplikowania technologii poprzez konieczność stosowania rozbudowanej aparatury i sprzętu. Należy również zaznaczyć, że przy użyciu wyżej opisanych metod, nanocząstki osadzane są na powierzchni grafenu bardzo nierównomiernie i nie pokrywają jej całkowicie. Często spotyka się też problem dużej aglomeracji produktu końcowego w wyniku zlepiania płatków grafenu poprzez substraty biorące udział w reakcji. Otrzymywany produkt końcowy nie przypomina pojedynczych płatków grafenu pokrytych nanocząstkami ceramiki lub metali a jedynie stanowi duże aglomeraty, uniemożliwiające zaobserwowanie pojedynczych płatków grafenu (stanowiących podłoże dla nanocząstek).
Dotychczas nie znany jest tlenek grafenu modyfikowany powierzchniowo nanocząstkami kompozytowymi dwutlenek tytanu - metal szlachetny.
Przedmiotem wynalazku są płatki grafenu modyfikowane powierzchniowo nanocząstkami kompozytowymi dwutlenek tytanu - metal szlachetny.
Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu według wynalazku charakteryzuje się tym, że do płatków grafenu lub tlenku grafenu zdyspergowanych w rozpuszczalniku organicznym w ybranym z grupy węglowodory alifatyczne zawierające od 5 do 9 atomów węgla, korzystnie heksan, wprowadza się związek organiczny tytanu o wzorze ogólnym Ti(OR)n, gdzie n = 3-4, w którym R oznacza alkil zawierający od 1 do 9 atomów węgla oraz acetonian metalu szlachetnego lub mleczan metalu szlachetnego, a następnie miesza się dalej w obecności suchego lub wilgotnego powietrza, usuwa się rozpuszczalnik, a pozostałość po wysuszeniu poddaje się rozkładowi termicznemu w obecPL 227 753 B1 ności powietrza, w temperaturze od 200 do 700°C. Stężenie związku tytanu w rozpuszczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l, a stężenie związku metalu szlachetnego w rozpuszczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l.
Zmodyfikowane płatki grafenu otrzymane opisaną metodą nie stanowią aglomeratów. Otrzymywany produkt końcowy, obserwowany przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) przy powiększeniu poniżej 1000 razy przypomina produkt wyjściowy, tj. pojedyncze płatki grafenu. Jednak obserwowany przy powiększeniu ponad 5000 razy, ujawnia nanocząstki kompozytowe dwutlenek tytanu-metal szlachetny, pokrywające powierzchnię płatków grafenu.
Prowadząc proces według wynalazku, otrzymuje się modyfikowane płatki grafenu. Średnia wielkość cząstek kompozytowych znajdujących się na powierzchni płatków grafenu zawarta jest w granicach 10-200 nm i zależy od warunków prowadzenia procesu (rys. 2).
Metoda według wynalazku nie jest metodą mokrą, co rozwiązuje problem odpadów procesowych. Nanocząstki kompozytowe dwutlenek tytanu-metal szlachetny charakteryzują się silnym związaniem z powierzchnią grafenu i dobrą dyspersją. Powierzchnia grafenu jest natomiast całkowicie pokryta nanocząstkami kompozytowymi dwutlenek tytanu-metal szlachetny. Dodatkowo, jedynym niepożądanym produktem procesu jest dwutlenek węgla.
Wyniki badań potwierdzających obecność nanocząstek kompozytowych na powierzchni grafenu przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyniki analizy X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) modyfikowanych płatków grafenu, potwierdzające obecność na jego powierzchni nan ocząstek TiO2-Ag (a), TiO2-Pd (b) i TiO2-Au (c), a fig. 2 przedstawia przykładowe zdjęcia SEM płatków grafenu (a) oraz płatków grafenu modyfikowanych nanocząstkami kompozytowymi TiO2-Ag (b), TiO2-Pd (c) i TiO2-Au (d).
Istota wynalazku objaśniona jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Do reaktora wypełnionego gazem obojętnym o pojemności 1000 ml zaopatrzonego w mieszadło magnetyczne wprowadzono 700 ml osuszonego heksanu, a następnie dodano 0,05 g płatków tlenku grafenu. Następnie, mieszano w atmosferze wilgotnego powietrza przez 5 min. Po tym czasie wprowadzono 0,1 ml tetrabutoksytytanu (IV) oraz 0,02 g acetonianu palladu. Następnie, mieszaninę mieszano 20 min. Kolejnym etapem procesu było odparowanie rozpuszczalnika otrzymując prekursor w postaci ciemnoszarego proszku, który ogrzewano w atmosferze powietrza w temperaturze 500°C przez 2 godziny. Otrzymano nanokompozyt w postaci czarnego proszku stanowiący płatki grafenu zmodyfikowane nanocząstkami TiO2-Pd o średniej wielkości ziarna 159 nm.
P r z y k ł a d 2
Do reaktora wypełnionego gazem obojętnym o pojemności 1000 ml zaopatrzonego w mieszadło magnetyczne wprowadzono 500 ml osuszonego heksanu, a następnie dodano 0,05 g płatków grafenu. Następnie, mieszano w atmosferze wilgotnego powietrza przez 30 min. Po tym czasie wprowadzono 0,1 ml tetraizopropoksytytanu. Następnie, wprowadzono 0,01 g mleczanu srebra. Następnie, mieszano 30 min. Kolejnym etapem procesu było odparowanie rozpuszczalnika otrzymując prekursor w postaci ciemnobrunatnego proszku, który ogrzewano w atmosferze powietrza w temperaturze 600°C przez 2 godziny. Otrzymano nanokompozyt w postaci czarnego proszku stanowiący płatki grafenu zmodyfikowane nanocząstkami TiO2-Ag o średniej wielkości ziarna 55 nm.

Claims (3)

1. Płatki grafenu modyfikowane powierzchniowo nanocząstkami kompozytowymi dwutlenek tytanu - metal szlachetny.
2. Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu, znamienny tym, że do płatków grafenu lub tlenku grafenu zdyspergowanych w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy węglowodory alifatyczne zawierające od 5 do 9 atomów węgla wprowadza się związek tytanu o wzorze ogólnym Ti(OR)n, gdzie n = 3-4, w którym R oznacza alkil zawierający od 1 do 9 atomów węgla oraz acetonian metalu szlachetnego lub mleczan metalu szlachetnego, a następnie miesza się dalej w obecności suchego lub wilgotnego powietrza, usuwa się rozpuszczalnik, a pozostałość po wysuszeniu poddaje się rozkładowi termicznemu w obecności powietrza, w temperaturze od 200 do 700°C, przy czym stężenie związku tytanu w rozpus zczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l, a stężenie związku me6
PL 227 753 B1 talu szlachetnego w rozpuszczalniku organicznym zawiera się w przedziale od 0,001 do 10 mol/l.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako węglowodory alifatyczne zawierające od 5 do 9 atomów węgla stosuje się heksan.
PL411401A 2015-02-26 2015-02-26 Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu PL227753B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411401A PL227753B1 (pl) 2015-02-26 2015-02-26 Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411401A PL227753B1 (pl) 2015-02-26 2015-02-26 Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL411401A1 PL411401A1 (pl) 2016-08-29
PL227753B1 true PL227753B1 (pl) 2018-01-31

Family

ID=56760183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL411401A PL227753B1 (pl) 2015-02-26 2015-02-26 Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu oraz modyfikowane powierzchniowo płatki grafenu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL227753B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL411401A1 (pl) 2016-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Single-atom Ru anchored in nitrogen-doped MXene (Ti3C2T x) as an efficient catalyst for the hydrogen evolution reaction at all pH values
Suryawanshi et al. Colloidal Ni2P nanocrystals encapsulated in heteroatom-doped graphene nanosheets: a synergy of 0D@ 2D heterostructure toward overall water splitting
Zhuang et al. Polymer-embedded fabrication of Co2P nanoparticles encapsulated in N, P-doped graphene for hydrogen generation
Hu et al. Scalable synthesis of heterogeneous W–W2C nanoparticle-embedded CNT networks for boosted hydrogen evolution reaction in both acidic and alkaline media
Zhang et al. Growth control of MoS2 nanosheets on carbon cloth for maximum active edges exposed: an excellent hydrogen evolution 3D cathode
Tang et al. Enhanced oxygen evolution reaction activity of a Co2P@ NC–Fe2P composite boosted by interfaces between a N-Doped carbon matrix and Fe2P microspheres
Kamal High performance NiO decorated graphene as a potential H2 gas sensor
Huang et al. Mn3O4 quantum dots supported on nitrogen-doped partially exfoliated multiwall carbon nanotubes as oxygen reduction electrocatalysts for high-performance Zn–air batteries
Kou et al. Electrochemical oxidation of chlorine-doped Co (OH) 2 nanosheet arrays on carbon cloth as a bifunctional oxygen electrode
Sreejesh et al. Microwave assisted synthesis of rGO/ZnO composites for non-enzymatic glucose sensing and supercapacitor applications
Sui et al. Investigation on C–TiO2 nanotubes composite as Pt catalyst support for methanol electrooxidation
Chen et al. Nitrogen-doped graphene/ZnSe nanocomposites: hydrothermal synthesis and their enhanced electrochemical and photocatalytic activities
Zang et al. Graphene growth on nanodiamond as a support for a Pt electrocatalyst in methanol electro-oxidation
Qian et al. Exfoliated graphene-supported Pt and Pt-based alloys as electrocatalysts for direct methanol fuel cells
Qi et al. One-step fabrication of a self-supported Co@ CoTe2 electrocatalyst for efficient and durable oxygen evolution reactions
Kannan et al. Nitrogen doped graphene nanosheet supported platinum nanoparticles as high performance electrochemical homocysteine biosensors
Sun et al. Fast and energy efficient synthesis of ZnO@ RGO and its application in Ni–Zn secondary battery
Lim et al. Preparation and characterization of tin oxide, SnO2 nanoparticles decorated graphene
Yousefzadeh et al. Modification of the ultrasonication derived-g-C3N4 nanosheets/quantum dots by MoS2 nanostructures to improve electrocatalytic hydrogen evolution reaction
Chen et al. Graphite nanoarrays-confined Fe and Co single-atoms within graphene sponges as bifunctional oxygen electrocatalyst for ultralong lasting zinc-air battery
Ma et al. Facile synthesis of superstructured MoS2 and graphitic nanocarbon hybrid for efficient hydrogen evolution reaction
Guan et al. Understanding the enhanced electrocatalytic hydrogen evolution via integrating electrochemically inactive g-C3N4: the effect of interfacial engineering
Zuo et al. A facile sonochemical route for the synthesis of MoS2/Pd composites for highly efficient oxygen reduction reaction
Hu et al. Enhanced electrocatalytic ethanol oxidation reaction in alkaline media over Pt on a 2D BiVO4-modified electrode under visible light irradiation
Li et al. Platinum nano-catalysts deposited on reduced graphene oxides for alcohol oxidation