 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 1 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 1 |
Iryna Ivanenko, Tetiana Dontsova
«Synthesis and Adsorption Properties of Multiwalled Carbon Nanotubes»
0201–0214 (2021)
PACS numbers: 61.48.De, 68.35.Dv, 68.37.Og, 68.43.Mn, 68.43.Nr, 81.15.Gh, 81.65.-b
Багатостінні вуглецеві нанотрубки синтезували методою осадження парів вуглецю на каталізаторі Mo, Fe/MgO, який одержували методою осадження. Синтезу проводили за чотирьох різних температур: 600, 700, 800 і 900\(^{\circ}\)C. Встановлено, що вихід вуглецевих нанотрубок зростає пропорційно підвищенню температури синтези. Для очищення від залишків каталізатора й аморфних домішок вирощені вуглецеві нанотрубки обробляли нітратною кислотою (1:1) за кипіння протягом 1 години з подальшим відмиванням дистильованою водою. Вміст залишків каталізатора після такого оброблення зменшувався з 35–70% до 2–6%, що було встановлено за допомогою комплексної термічної аналізи. Електронна мікроскопія з високою роздільчою здатністю показала, що довжина та діяметер одержаних багатостінних вуглецевих нанотрубок змінюються в залежності від температури їх синтези, а саме, чим вище температура синтези, тим більші довжина та діяметер синтезованих за даних експериментальних умов вуглецевих нанотрубок. Порувату структуру обох серій синтезованих зразків (як вихідних, так і відмитих) вивчали методою низькотемпературної адсорбції–десорбції азоту. Одержані ізотерми адсорбції–десорбції азоту вказували на те, що синтезовані зразки демонструють подібні адсорбційні властивості. Ізотерми всіх вуглецевих нанотрубок належать до III типу за Брунауеровою класифікацією, за винятком першого промитого зразка, який продемонстрував ізотерму II типу. Розподіл діяметрів пор, одержаний шляхом математичного оброблення ізотерми адсорбції методою DFT, виявив, що синтезовані зразки вуглецевих нанотрубок характеризуються майже повною відсутністю мікропор, однак вони володіють розвиненою мезопоруватістю з превалювальним діяметром пор від 25 до 30 нм. Адсорбційні властивості вуглецевих нанотрубок визначали шляхом адсорбції двох типів барвників: катіонного метиленового синього й аніонного конґо червоного з модельних водних розчинів. Вихідні невідмиті нанотрубки ілюстрували високу спорідненість до барвника аніонного типу та майже повну відсутність споріднености до катіонного барвника; більше того, їхня адсорбційна здатність не залежала від температури, за якої вони були синтезовані. Відмиті вуглецеві нанотрубки показали іншу тенденцію: вони взагалі не поглинали аніонний барвник, але активно адсорбували катіонний, а їхня адсорбційна активність зменшувалася зі збільшенням температури їх синтези.
Keywords: multiwalled carbon nanotubes, synthesis, adsorbent, dye
References
1. I. Hasanzadeh and M. J. Eskandari, Surf. Coat. Techn., 381: 125109 (2020); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.1251092. X. Li, W. Chen, and Ch. Zou, Pow. Techn., 361: 957 (2019); https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.10.106214Iryna IVANENKO and Tetiana DONTSOVA
3. M. Matandabuzo and P. A. Ajibade, J. Molec. Liq., 296: 111778 (2019); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111778
4. J. Dou, D. Gan, Q. Huang, M. Liu, J. Chen, F. Deng, X. Zhu, Y. Wen,X. Zhang, and Y. Wei, Int. J. Biol. Macromol., 136: 476 (2019);DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.06.112
5. M. Kurkowska, S. Awietjan, R. Kozera, E. Jezierska, and A. Boczkowska,Chem. Phys. Lett., 702: 38 (2018); https://doi.org/10.1016/j.cplett.2018.04.056
6. O. A. Shabaan, H. S. Jahin, and G. G. Mohamed, Arab. J. Chem., 13, No. 3:4797 (2020); https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.01.010
7. P. M. Lutsyk, P. Shankar, A. G. Rozhin, and S. A. Kulinich, Surf. Interf.,17: 100363 (2019); https://doi.org/10.1016/j.surfin.2019.100363
8. Y. Zhang, Y. Dang, X. Lin, K. An, J. Li, and M. Zhang, J. Chrom. A,460939 (2020); https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.460939
9. B. Verma and C. Balomajumder, Envir. Techn. Innov., 17: 100596 (2019); https://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100596
10. Y. Xu, Y. Zhang, D. Zhang, J. Ma, W. Yi, J. Zhang, and H. Shi, J. EnergyStor., 26: 100995 (2019); https://doi.org/10.1016/j.est.2019.100995
11. E. A. Burakova, T. P. Dyachkova, A. V. Rukhov, E. N. Tugolukov,E. V. Galunin, A. G. Tkachev, A. A. Basheer, and I. Ali, J. Mol. Liq., 253:340 (2018); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.01.062
12. G. Defu, L. Meiying, H. Hongye, C. Junyu, and D. Jibo, J. Molec. Liq., 271:246 (2018); https://doi.10.1016/j.molliq.2018.08.079
13. K. Zare, H. Sadegh, R. Shahryari-ghoshekandi, B. Maazinejad, V. Ali,I. Tyagi, Sh. Agarwal, and V. K. Gupta, J. Molec. Liq., 212: 266 (2015); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.09.027
14. T. Ahamad, Mu. Naushad, G. E. Eldesoky, S. I. Al-Saeedi, A. Nafady,N. S. Al-Kadhi, A. H. Al-Muhtaseb, A. A. Khan, and A. Khan, J. Molec.Liq., 282: 154 (2019); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.02.128
15. T. Zhao, X. Li, Y. Wang, J. H. S. Lee, and H. Yan, Mater. Res. Bull., 102:153 (2018); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.02.033
16. J. H. Lehman, M. Terrones, E. Mansfield, K. E. Hurst, and V. Meunier,Carbon, 49: 2581 (2011); https://doi.10.1016/j.carbon.2011.03.028
17. Q. Gao, F. Wu, J. Hu, W. Chen, X. Zhang, X. Guo, B. Wang, and X. Wang,Sci. Tot. Envir., 716: 137017 (2020); DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137017
18. A. Mohammadi and P. Veisi, J. Envir. Chem. Engin., 6, No. 4: 4634 (2018); https://doi:10.1016/j.jece.2018.07.002
19. I. Kosogina, I. Astrelin, G. Krimets, and N. Vereshchuk, Chem. Chem. Tech-nol., 8, No. 3: 365 (2014); https://doi.org/10.23939/chcht08.03.365
20. G. Diao, H. Li, H. Liang, I. Ivanenko, T. Dontsova, and I. Astrelin, NANO:Brief Reports and Reviews, 13, No. 4: 1850036 (2018); https://doi.10.1142/S1793292018500364
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |