The analysis of LIBS spectra of graphene and C/Herex/C composite

• Autorzy: Nasiłowska B. , Skrzeczanowski W. , Bogdanowicz Z. , Woluntarski M. , Lipińska M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2018.5.1

Warianty tytułu

PL

Analiza widm spektroskopii emisyjnej LIBS papieru grafenowego i kompozytu C/Herex/C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper there are described LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) emission spectra of a graphene paper (new engineering material) and a composite material consisiting of two layers of C0.90 220 g/m2 carbon divided by a polymer layer of a foamed polyvinyl chloride of the Herex 70 g/m2 type. In the graphene spectra oscillation-rotational transitions in CN and CH compounds and in C2 and N2 molecules were found. A clear difference between graphene and composite spectra was found — in the composite spectrum much stronger atomic carbon signal as compared to graphene was seen. This can be related with a difference in the allotropic structure of a carbon molecules and a higher temperature of a plasma generated on a composite surface. The aim of the paper was to show capabilities for application of LIBS in the investigations of thin and inhomogeneous molecular layers in compounds of carbon and other elements in the graphene paper and the carbon C/Herex/C composite.

PL

Celem artykułu jest wskazanie możliwości wykorzystania metody analizy widm spektroskopii emisyjnej LIBS do badania molekularnych cienkich i niejednorodnych warstw związków węgla i innych pierwiastków w papierze grafenowym oraz w kompozycie węglowym C/Herex/C. W artykule opisano widma spektroskopii emisyjnej ze wzbudzeniem laserowym LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) papieru grafenowego (nowego materiału inżynierskiego) oraz materiału kompozytowego składającego się z dwóch warstw węgla C0,90 220 g/m2, pomiędzy którymi znajdowała się warstwa polimerowa spienionego polichlorku winylu typu Herex70 g/m2. Analiza widm emisyjnych papieru grafenowego wykazała przejścia oscylacyjno-rotacyjne w związkach CN, CH oraz przejścia w cząsteczkach C2 i N2. Stwierdzono wyraźną różnicę między widmem papieru grafenowego a widmem kompozytu w postaci silniejszego sygnału węgla atomowego w widmie kompozytu niż w przypadku papieru grafenowego. Efekt ten może być uwarunkowany różnicą alotropową budowy cząsteczkowej węgla i wyższą temperaturą plazmy wytworzonej na powierzchni materiału kompozytowego.

Słowa kluczowe

EN

LIBS; graphene paper; chemical composition; carbon

PL

LIBS; papier grafenowy; skład chemiczny; węgiel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 39, nr 5
• Strony: 166--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Nasiłowska B.

• Military University of Technology, Institute of Optoelectronics

autor

Skrzeczanowski W.

• Military University of Technology, Institute of Optoelectronics

autor

Bogdanowicz Z.

• Military University of Technology, Mechanical Faculty

autor

Woluntarski M.

• Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw

autor

Lipińska M.

• Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw

Bibliografia

• [1] Miziolek A., Palleschi V., Schechter I.: Laser-induced breakdown spectroscopy. Cambridge University Press, Cambridge (2006).
• [2] Galbács G.: A critical review of recent progress in analytical laser-induced breakdown spectroscopy. Analytical and Bioanalytical Chemistry 407 (25) (2015) 7537÷7562.
• [3] Serrano J., Cabalín L. M., Moros J., Laserna J. J.: Potential of laser-induced breakdown spectroscopy for discrimination of nano-sized carbon materials. Insights on the optical characterization of graphene. Spectrochimica Acta B 97 (2014) 105÷112.
• [4] Witte M. J.: Diatomic carbon measurements with laser-induced breakdown spectroscopy. Masters Theses University of Tennessee (2015).
• [5] Koziński R., Wiliński Z., Librant K., Aksienionek M., Lipińska L.: Method of preparing graphene paper. Patent: EP 2842910 B (in Polish).
• [6] Hummers W. S., Offeman R. E.: Preparation of graphitic oxide. Journal of the American Chemical Society 80 (6) (1958) 1339.
• [7] Panek T.: Multivariate statistical methods of comparative analysis. Szkoła Główna Handlowa w Warszawie, Warszawa (2009) (in Polish).
• [8] Gaim A. K., Novoselov K.S.: The rise of graphene. Nature Materials 6 (2007) 183÷191.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).