Структурно-морфологічні властивості нанопористих вуглецевих матеріалів, отриманих з біомаси
| Автори | С.А. Лісовська1, Н.Я. Іванічок2, С.М. Климкович1, Р.П. Лісовський3,4, Р.І. Мерена4 , Т.О. Лисів1, В.І. Мандзюк1 , Б.І. Рачій1 |
| Афіліація |
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна 2Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ, Україна 3Спільна навчально-наукова лабораторія гамма-резонансної спектроскопії Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України та Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна 4Івано-Франківський національний медичний університет, Івано-Франківськ, Україна |
| Е-mail | bogdan.rachiy@pnu.edu.ua |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 1 |
| Дати | Одержано 27 грудня 2024; у відредагованій формі 15 лютого 2025; опубліковано online 27 лютого 2025 |
| Цитування | С.А. Лісовська, Н.Я. Іванічок, С.М. Климкович, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 1, 01025 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(1).01025 |
| PACS Number(s) | 61.43.Gt, 81.07.Wx, 82.45.Jn, 85.45.Yx |
| Ключові слова | Нанопористий вуглецевий матеріал (5) , Термохімічна активація (4) , Питома площа поверхні, Розподіл пор за розміром. |
| Анотація |
У даній роботі досліджено структурно-морфологічні властивості нанопористих вуглецевих матеріалів, отриманих з біомаси, зокрема відходів кавової гущі, шляхом термохімічної лужної активації в діапазоні температур (400-900 °C). Досліджено вплив температури хімічної активації рослинної сировини на пористість і структуру отриманих вуглецевих матеріалів. Показано, що отримані вуглецеві матеріали мають питому поверхню 400-1050 м2/г та об’єм пор 0,23-0,51 см3/г залежно від температури активації. Встановлено, що мікропори розміром від 0,65 до 1,25 нм переважають у пористій структурі, особливо при вищих температурах активації. Показано, що підвищення температури отримання до 600 ºC призводить до зменшення розміру частинок вуглецю, що пояснюється частковим згорянням більш дрібних фрагментів. Навпаки, при температурах між 700-900 °C розмір фрагментів вуглецю збільшується з 6,5 нм до 8,5 нм, ймовірно, внаслідок термічного розкладання компонентів лігніну та геміцелюлози в біомасі. Крім того, при температурах вище 800 °C спостерігається збільшення вмісту sp3 вуглецю, що свідчить про трансформацію його структури. Результати досліджень показали, що оптимальний діапазон температур активації для отримання нанопористих вуглецевих матеріалів з високорозвиненою поверхнею становить 800-900 °C. Даний температурний діапазон сприяє утворенню мікропористої структури зі значною часткою пор діаметром менше 1,25 нм. Регулюючи температуру активації, можна отримати вуглецеві матеріали з контрольованою морфологією та оптимізованою пористістю, що робить їх придатними для застосування в системах зберігання енергії. |
|
Перелік цитувань |
Інші статті цього номера
1) Особливості електронної структури карбіду TiC та нітриду VN, підданих механохімічному впливу в складі еквімолярної суміші TiC-VN [01001-1-01001-7]2) Вплив шарів пасивації SiNx/SiO2 на розсіяне поле поверхні в кремнієвих пластинах n-типу [01002-1-01002-7]
3) Виготовлення та характеристика наноструктурованих тонких плівок NiO та NiO:Cu при різних концентраціях міді [01003-1-01003-8]
4) Оптимізація умов різання для металевих поверхонь легованої сталі 50CrNi3Mn за допомогою дизайну Box-Behnken, ANOVA та функції бажаності (Box-ANOVA-DF) [01004-1-01004-6]
5) Оптимізовані електромагнітні решітки Е-подібної мікросмужкової патч-антени з повітряним проміжком для бездротового зв’язку [01005-1-01005-5]
6) Ультразвукова сенсорна система для автономного паркування [01006-1-01006-5]
7) Дослідження електрофізичних процесів у кремнієвому сонячному елементі з багатьма поверхневими наногетеропереходами [01007-1-01007-5]
8) Дослідження електропровідності та спектрів комбінаційного розсіювання наночастинок CdSe, опромінених CO2-лазером [01008-1-01008-4]
9) Структура, морфологія та мультифероїчні властивості наночастинок Bi0.2La0.8 – xAlxFeO3 (x 0.2, 0.4, 0.6 & 0.8) [01009-1-01009-6]
10) Плоска MIMO-антена з кількома овалами на гнучкій підкладці для 5G застосунків [01010-1-01010-6]
11) Структурні моделі та процеси переносу заряду у гранульованих нанонапівпровідниках [01011-1-01011-5]
12) Моделювання терагерцового квантового каскадного лазера поверхневого випромінювання на основі генерації різної частоти [01012-1-01012-6]
13) Покращення фізико-технічних характеристик тонкоплівкових сонячних елементів при їх модифікації плазмонними наночастинками [01013-1-01013-8]
14) Аналіз і моделювання нового неперіодичного метаматеріального резонатора (HC-SRR) форми H-C для багатодіапазонних застосувань [01014-1-01014-5]
15) Електрохімічний синтез цинк оксиду в присутності поверхнево-активної речовини FARMACOAT [01015-1-01015-5]
16) Автоматизоване програмування мікро- та одноелектронних наносистем [01016-1-01016-6]
17) Зміни електронної структури вюрцитного твердого розчину Mn:ZnSeS, зумовлені вакансіями атомів сірки [01017-1-01017-6]
18) Вплив температури ванни на морфологію, склад і корозійну стійкість покриттів з оксиду церію, електроосаджених на цинк [01018-1-01018-5]
19) Покращений підсилювач малої потужності з використанням техніки відновлення рівня за технологією 32 нм [01019-1-01019-5]
20) Перспективні технології у водному транспорті: розроблення і впровадження грибостійких та екологічно чистих епоксидних нанокомпозитів [01020-1-01020-7]
21) Характеристики джерела синхронних потоків УФ-випромінювання та наночастинок цинку, перспективного для біомедичної інженерії [01021-1-01021-6]
22) Відбиття та поглинання двошарового пористого кремнію [01022-1-01022-6]
23) Вплив наночастинок броміду нікелю на оптичні та теплові властивості полістиролу [01023-1-01023-6]
24) Вплив електрохімічного нікелювання на структуру, склад та жаростійкість хромоалітованої сталі 45 [01024-1-01024-9]
25) Асимптотична теорія спрямованого транспорту зважених феромагнітних наночастинок [01026-1-01026-5]
26) Теплоізоляційні властивості червоного шламу як функціонального наповнювача для полімерних композитів [01027-1-01027-6]
27) Стимульоване ультразвуком виготовлення нанокомпозитів графен/ZnO з прискореним фотовідгуком в ультрафіолетовому діапазоні світла [01028-1-01028-4]
28) Захоплення радіочастотної енергії за допомогою компактної надширокосмугової патч-антени [01029-1-01029-6]
29) Визначення ділянок на поверхні оптичних обтічників різної геометричної форми, що піддаються максимальним термоударним впливам [01030-1-01030-7]
