Издателям
Вышедшие номера
Синтез полых углеродных нанооболочек и их применение для суперконденсаторов
Переводная версия: 10.1134/S1063783418010213
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 17-42-590271
Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, 0033507
Рудаков Г.А.1, Сосунов А.В.1, Пономарев Р.С. 1, Хеннер В.К. 1,2, Reza Md. Shamin2, Sumanasekera Gamini 2
1Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
2Department of Physics and Astronomy, University of Louisville, Louisville, United States
Email: alexeisosunov@gmail.com
Поступила в редакцию: 11 апреля 2017 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2017 г.

Работа посвящена исследованию особенностей синтеза, описанию структуры и применению полых углеродных нанооболочек размером 3-5 nm. Синтез полых углеродных нанооболочек проводили методом термолиза смеси ацетата никеля и лимонной кислоты в температурном интервале 500-700oC. В ходе химической реакции происходит образование зародышей никеля размером ~3-5 nm, отделенных друг от друга углеродными слоями. При температуре отжига 600oC образуется наиболее упорядоченная, плотноупакованная структура, равномерно распределенная по всему объему образца. В результате вытравливания никеля азотной кислотой были получены полые углеродные нанооболочки с высокой удельной площадью поверхности (~1200 m2/g) и однородной структурой. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света показано, что графеноподобная структура углеродных нанооболочек до и после вытравливания никеля сохраняется, а их дефектность не увеличивается, что позволяет подвергать их новой обработке (функционализации) с целью получения дополнительных физических свойств. Полученные углеродные нанооболочки использовали в качестве активного материала электродов для суперконденсатора. Проведенные электрохимические измерения показали, что удельная емкость суперконденсатора не опускается ниже 100 F/g при плотности тока 600 mA/g после 800 циклов зарядки/разрядки. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 17-42-590271) и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (грант N 0033507). DOI: 10.21883/FTT.2018.01.45304.127
  1. H. Marsh, E.A. Heintz, F. Rodriguez-Reinoso. Introduction to Carbon Technology. Universidad de Alicante. Secretariado de Publications, Alicante. Spain (1997). P. 672
  2. C.N.R. Rao, B.C. Satishkumar, A. Govindaraj, M. Nath. Chem. Phys. Chem. 2, 78 (2001)
  3. H. Dai. Surf. Sci. 500, 218 (2002)
  4. V.N. Popov. Mater. Sci. Eng. R43, 61 (2004)
  5. B. El Hamaoui, L. Zhi, J. Wu, U. Kolb, K. Mullen. Adv. Mater. 17, 2957 (2005)
  6. A. Vinu, M. Miyahara, T. Mori, K. Ariga. J. Porous Mater. 13, 379 (2006)
  7. M. Hartmann, A. Vinu, G. Chandrasekar. Chem. Mater. 17, 829 (2005)
  8. A. Vinu, C. Streb, V. Murugesan, M. Hartmann. J. Phys. Chem. B 107, 8297 (2003)
  9. W. Wang, D. Yuan. Sci. Rep. 4, 5711 (2014)
  10. J.N. Wang, L. Zhang, J.J. Niu, F. Yu, Z.M. Sheng, Yu.Z. Zhao, H. Chang, C. Pak. Chem. Mater. 19, 453 (2007)
  11. X.X. Wang, Z.H. Tan, M. Zeng, J.N. Wang. Sci. Rep. 4, 4437 (2014)
  12. J.N. Wang, Y.Z. Zhao, J.J. Niu. J. Mater. Chem. 17, 2251 (2007)
  13. S.C. Smith, D.F. Rodrigues. Carbon. 91, 122 (2015)
  14. P. Simon, Y. Gogotsi. Nature Mater. 7, 845 (2008)
  15. L.G.H. Staaf, P. Lundgren, P. Enoksson. Nano Energy 9, 128 (2014)
  16. K. Xie, X. Qin, X. Wang, Y. Wang, H. Tao, Q. Wu, L. Yang, Z. Hu. Adv. Mater. 24, 347 (2012)
  17. G. Li, L. Xu, Q. Hao, M. Wang, Y. Qian. RSC Advances. 2, 284 (2012)
  18. J.R. Miller, R.A. Outlaw, B.C. Holloway. Science 329, 1637 (2010)
  19. Y. Ma, Z. Hu, K. Huo, Y. Li, Y. Hu, Y. Liu, J. Hu, Yi Chen. Carbon. 43, 1667 (2005)
  20. G. Radhakrishnan, P.M. Adams, L.S. Bernstein. Thin Solid Films 515, 1142 (2006)
  21. T. Azami, D. Kasuya, T. Yoshitake, Y. Kubo, M. Yudasaka, T. Ichihashi, S. Iijima. Carbon 45, 1364 (2007)
  22. A.V. Sosunov, L.V. Spivak. Phys. Solid State 58, 1371 (2016)
  23. B. Xu, D. Zheng, M. Jia, H. Liu, G. Cao, N. Qiao, Y. Wei, Y. Yang. Mater. Lett. 143, 159 (2015)
  24. Z. Li, M. Jaroniec, P. Papakonstantinou, J.M. Tobin, U. Vohrer, S. Kumar, G. Attard, J.D. Holmes. Chem. Mater. 19, 3349 (2007)
  25. B. Xu, J. Guo, X. Wang, X. Liu, H. Ichinose. Carbon 44, 2631 (2006)
  26. G. Li, H. Yu, L. Xu, Q. Ma, C. Chen, Q. Hao, Y. Qiana. Nanoscale 3, 3251 (2011)
  27. S.J. Teng, J.N. Wang, X.X. Wang. J. Mater. Chem. 21, 5443 (2011)
  28. A.H. Lu, W.C. Li, E.L. Salabas, B. Spliethoff, F. Schuth. Chem. Mater. 18, 2086 (2006)
  29. M. Zheng, Y. Liu, S. Zhao, W. He, Y. Xiao, D. Yuan. Inorg. Chem. 49, 8674 (2010)
  30. J.I. Sohn, Y.-Su Kim, C. Nam, B.K. Cho, T.Y. Seong, S. Lee. Appl. Phys. Lett. 87, 123115 (2005)
  31. R. Zhao, T. Afaneh, R. Dharmasena, J. Jasinski, G. Sumanasekera, V. Henner. Phys. B 490, 21 (2016)
  32. R. Zhao, R. Jayasingha, A. Sherehiy, R. Dharmasena, M. Akhtar, J.B. Jasinski, S.-Y. Wu, V. Henner, G.U. Sumanasekera. J. Phys. Chem. 119, 20150 (2015)
  33. A.C. Ferrari. Solid State Commun. 143, 47 (2007)
  34. M.S. Dresselhaus. Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 1, 89 (2010)
  35. S. Reich, C. Thomsen. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 362, 2271 (2004)
  36. M.A. Pimenta. Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 1276 (2007)
  37. R. Podilа. ACS Nano 6, 5784 (2012)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.