Синтез нанокомпозитного материала путем модификации оксида графена наноцеллюлозой

  • Kydyrmolla Akatan Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан; Научный центр композитных материалов, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3172-623X
  • Tilek K. Kuanyshbekov Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан; Научный центр композитных материалов, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-2336-3678
  • Sana K. Kabdrakhmanova Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан; Satbayev University, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0001-5760-2967
  • Aidana A. Imasheva Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан; Научный центр композитных материалов, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0001-9779-2013
  • Ainur K. Battalova Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан; Научный центр композитных материалов, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-0002-5665
  • Riza B. Abylkalykova Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-3671-9503
  • Anar K. Nasyrova Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-3521-0836
  • Zhanar E. Ibraeva Казахский национальный педагогический университет имени Абая, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-1484-9737
Ключевые слова: графен, оксид графена, активированный уголь, наноцеллюлоза, нанокомпозит

Аннотация

Интенсивные исследования в области нанокомпозитов способствуют разработке новых материалов в области медицины, наноэлектроники, энергетики, биотехнологий, информационных технологий. Поэтому синтез новых материалов путем модификации оксида графена (GO) наноцеллюлозой и изучение его свойств представляет большой интерес. В этом исследовании был синтезирован нанокомпозитный материал путем модификации оксида графена (GO) из активированного угля (БАУ-А) в объемном соотношении 1:1 с наноцеллюлозой (NC) из стеблей конопли, принадлежащих однолетнему растению. Их химическая структура была изучена с помощью FTIR и УФ-спектроскопия. Результаты исследования показали поглощение эфирной связи C=O в УФ-спектре при полной длине 243 нм, а в ИК-спектре обнаружены новые эфирные связи O=C-OH на длине волны 1625 см-1. Средний размер частиц GO составлял 352 нм, а NC - 470 нм в длину и 80 нм в ширину. Анализ SEM показывает NC как контактный слой между сверхмалыми толщинами слоев GO. Рентгеноструктурный анализ показал, что композитная пленка GO-NC представляет собой вещество, содержащее GO и NC. По результатам модификация оксида графена показала, что область его применения может быть максимально расширена.

Литература

1. Wang R, Ma Q, Zhang H, Ma Z et al (2019) J Polym Environ 27:148-157. Crossref

2. Nayak J, Vashishtha A (2018) IJRAR 5(4):513-524. Crossref

3. Savitskyi DP, Makarov AS, Goncharuk VV (2016) Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine 6:87-94. (In Russian). Crossref

4. Huang H, Ying Y, Peng X (2014) J Mater Chem A 2:13772-13782. Crossref

5. Yeh C, Raidongia K, Shao J, Yang Q, Huang J (2015) Nat Chem 7:166-170. Crossref

6. Stankovich S, Dikin DA, Piner RD, Kohlhaas KA, et al (2007) Carbon 45:1558-1565. Crossref

7. Stankovich S, Dikin DA, Dommett GHB, Kohlhaas K, et al (2006) Nature 442:282-286. Crossref

8. Wang L, Ye Y, Lu X, Wu Y, et al (2013) Electrochim Acta 114:223-232. Crossref

9. Si Y, Samulski ET (2008) Nano Lett 8:1679-1682. Crossref

10. Weng Z, Su Y, Wang DW, Li F, et al (2011) Adv Energy Mater 1(5):917-922. Crossref

11. Du X, Zhang Z, Liu W, Deng Y (2017) 35:299-320. Crossref

12. Wang N, Wang YF, Omer AM, Ouyang X (2017) Anal Bioanal Chem 409:6643-6653. Crossref

13. Tian SY, Guo JH, Zhao Ch, et al (2019) J Nanosci Nanotechno 19:2147-2153. Crossref

14. Akatan K, Kabdraxmanova SK, Imasheva AA, Abilev MB, Ibraeva JE, Kudaibergenov SE (2020) NNC RK Bulletin 1(81):35-38. (In Kazakh)

15. Marcano DC (2010) ACS Nano 4:4806-4814. Crossref

16. Peng L (2015) Nature Comm 6(1):5716. Crossref

17. Plermjai K, Boonyarattanakalin K, Mekprasart W, Pavasupree S, et al (2010) AIP Conference Proceedings 020005. Crossref

18. Sirvio JA, Visanko M, Heiskanen JP, Liimatainen H (2016) J Mater Chem A 4:6368-6375. Crossref

19. Szabo T, Berkesi O, Dekany I (2005) Carbon 43:3186-3189. Crossref

20. Shen L, Shen HS, Zhang CL (2010) Mater Design 31:4445-4449. Crossref

21. Wojtoniszaka MX, Chena RJ, Wajdab KA, et al (2012) Colloid Surface B 89:79-85. Crossref

22. Qi C, Yang L, Xu H, He S, Men Y (2017) J Colloid Interf Sci 486:84–96. Crossref

23. Tang G, Jiang ZG, Li X et al (2014) Carbon 77:592-599. Crossref

24. Kian LK, Jawaid M, Ariffin H, Alothman OY (2017) Int J Biol Macromol 103:931-940. Crossref

25. Haafiz MKM, Hassan A, Zakaria Z, Inuwa IM (2014) Carbohyd Polym 103:119-125. Crossref

26. Liu P, Zhu C, Mathe A (2019) J Hazard Mater 371:484-493. Crossref

27. Compton OC, Jain B, Dikin DA, et al (2011) ACS Nano 5:4380-4391. Crossref

28. French AD (2014) Cellulose 21:885-896. Crossref
Опубликован
2021-09-18
Как цитировать
Akatan, K., Kuanyshbekov, T., Kabdrakhmanova, S., Imasheva, A., Battalova, A., Abylkalykova, R., Nasyrova, A., & Ibraeva, Z. (2021). Синтез нанокомпозитного материала путем модификации оксида графена наноцеллюлозой. Вестник КазНУ. Серия химическая, 102(3), 14-20. https://doi.org/https://doi.org/10.15328/cb1238
Раздел
Органическая химия и химия полимеров