Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Graphite oxide coated sand composites for efficient removal of calcium ions from hard water: isotherm, kinetics, and adsorption mechanism

Perera W.P.R.T., Premasinghe Niroshan, Fernando W.S.K., Perera P.L.R.A., Sandaruwan Chanaka, Kumarasinghe A.R., Liyanage Janitha A.

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 4

209--219

EN

Even if granular media filtration effectively reduces the turbidity of water, its limited surface functionalities and physical properties may constrain its ability to effectively remove critical contaminants from water. In our research, we successfully synthesized a new type of porous material – multiple coated GO/sand (M-GO/S) by integrating ordinary river sand with graphite oxide (GO) for the adsorptive removal of calcium ions in terms of water softening. Prior investigations confirmed it could remove water turbidity and fluoride simultaneously. M-GO/S was characterized using microscopic and spectroscopic techniques. The results indicate the presence of an uneven coating of graphite oxide, and the nanocomposite contains oxygencontaining functional groups. Under given conditions, the M-GO/S nanocomposite demonstrated remarkable efficacy in removing 75% of calcium ions (a higher removal percentage than commercial coal powdered activated carbon) from simulated hard water: pH 8, 5.0 g dosage, 50 mg/L calcium ions, and 20 min contact time. The isotherm and kinetic data revealed that the adsorption mechanism primarily comprises multilayer adsorption by means of a chemical sorption process. The mechanism of the proposed M-GO/S nanocomposite for removing calcium ions from hard water is elucidated using (XPS) analysis. The presence of (-O-Ca-O-) chemical bonds on the surface of the nanocomposite after equilibration with calcium ions suggests the occurrence of chemical interactions between the calcium ions and oxygen-containing functional groups of the M-GO/S. Consequently, the synthesized M-GO/S nanocomposite can be identified as a promising candidate for hard water treatment.

2

Metody syntez i badania właściwości grafenu

Jonik J., Purchała M., Grajek H.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 2

110--117

PL

Grafen i jego pochodne są materiałami o unikalnych właściwościach biochemicznych, elektrycznych, optycznych i mechanicznych, co wzbudza zainteresowanie w wielu ośrodkach badawczych. Z tego powodu, na podstawie dostępnej literatury, podjęliśmy próbę zestawienia i interpretacji wyników badań uprzednio wymienionych materiałów otrzymanych różnymi metodami. Analizując wyniki badań różnych materiałów grafenopodobnych, można przypuszczać, że najbardziej ekonomiczną metodą otrzymywania grafenu jest zmodyfikowana metoda Hummersa. Najlepszymi technikami pomiarowymi są spektroskopia Ramana i rentgenowska spektroskopia fotoelektronów. Obydwie techniki umożliwiają ocenę składu chemicznego badanych próbek oraz stopnia ich zdefektowania. W pracy przedstawiono również niektóre z licznych zastosowań tych materiałów oraz wnioski.

EN

Graphene and its derivatives are the materials with unique biochemical, electric, optical and mechanical properties, which has aroused interest in many research centres. Therefore, on the basis of the accessible literature, we attempt to collate and interpret the results of the aforesaid materials obtained by different methods. Analysing the results for the different graphene-like materials one can suppose, that the most economical method of the graphene synthesis is the modified Hummers’ method. The most useful testing techniques are the Raman spectroscopy and the X-ray photoelectron spectroscopy. Both techniques enable the estimation of the chemical composition and the presence of defect structure in the materials. Some of the many applications of the materials and conclusions are also presented in our review.

3

Studies of physicochemical properties of graphite oxide and thermally exfoliated/reduced graphene oxide

Drewniak S. E., Pustelny T. P., Muzyka R., Plis A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2015

|

Vol. 17, nr 4

109--114

EN

The aim of the experimental research studies was to determine some electrical properties of graphite oxide and thermally exfoliated/reduced graphene oxide. The authors tried to interpret the obtained physicochemical results. For that purpose, both resistance measurements and investigation studies were carried out in order to characterize the samples. The resistance was measured at various temperatures in the course of composition changes of gas atmospheres (which surround the samples). The studies were also supported by such methods as: scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy (RS), atomic force microscopy (AFM) and thermogravimetry (TG). Moreover, during the experiments also the elemental analyses (EA) of the tested samples (graphite oxide and thermally exfoliated/reduced graphene oxide) were performed.

4

Capacitive behavior of highly-oxidized graphite

Ciszewski M., Mianowski A.

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 3

307--314

EN

Capacitive behavior of a highly-oxidized graphite is presented in this paper. The graphite oxide was synthesized using an oxidizing mixture of potassium chlorate and concentrated fuming nitric acid. As-oxidized graphite was quantitatively and qualitatively analyzed with respect to the oxygen content and the species of oxygen-containing groups. Electrochemical measurements were performed in a two-electrode symmetric cell using KOH electrolyte. It was shown that prolonged oxidation causes an increase in the oxygen content while the interlayer distance remains constant. Specific capacitance increased with oxygen content in the electrode as a result of pseudo-capacitive effects, from 0.47 to 0.54 F/g for a scan rate of 20 mV/s and 0.67 to 1.15 F/g for a scan rate of 5 mV/s. Better cyclability was observed for the electrode with a higher oxygen amount.

5

One-step reduction, characterization and magnetic behaviour of exfoliated graphene oxide

Dikio E. D., Thema F. T., Farah A. M., Shooto N. D.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 1

59-64

EN

The functionalized graphene (GO) was fabricated by a simple method of chemical reduction in a polar aprotic solvent. This paper therefore, describes a versatile and synthetic route for the preparation of reduced graphene oxide (RGO) and its behavior when exposed to magnetic field environment. The characterization results of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and the attenuated total reflectance-Fourier transform infra-red (ATR-FTIR) analysis indicate that graphite was exfoliated and reduced to graphene layers.

6

Badania nad procesem utleniania grafitu mieszaninami utleniającymi w kwasach nieorganicznych

Ciszewski M., Mianowski A.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 4

267-274

PL

W artykule porównano trzy najpopularniejsze metody chemicznego utleniania grafitu zaproponowane przez Brodie, Staudenmaiera i Hummersa. Grafit poddano utlenianiu w mieszaninach silnych utleniaczy i stężonych kwasów nieorganicznych zgodnie z przepisami podanymi w literaturze. W zależności od stosowanej metody utlenianie prowadzono od kilku do kilkuset godzin. Produkty przebadano pod kątem zawartości tlenu, stosunku C/O oraz analizy jakościowej i ilościowej grup funkcyjnych. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że najlepiej utleniony grafit można uzyskać stosując najbardziej czasochłonną metodę Brodie. Metoda Staudenmaiera daje dobrze utleniony grafit i możliwość prowadzenia ciągłego procesu, ale wymaga długiego czasu utleniania. Metoda Hummersa jest najkrótsza, jednak pozostawia sporą ilość nieutlenionych atomów węgla.

EN

Three most popular methods of chemical oxidation of graphite proposed by Brodie, Staudenmaier and Hummers has been compared here. Synthetic graphite has been oxidized using strong chemical oxidizing agents in highly-concentrated inorganic acids. Reaction time varied from several to several hundred hours depending on the applied method. Products were characterized with respect to the oxygen content, C/O ratio, full qualitative and quantitative analysis of the oxygencontaining groups. Based on these experiments it was determined that the most oxidized graphite was obtained using the Brodie method. In case of Staudenmaier method, that can be carried out in single step, well-oxidized graphite can be obtained but much longer oxidation time is required. Method proposed by Hummers is the shortest but graphite oxide possesses a plenty of unoxidized carbon atoms.

7

Graphite oxide as an intumescent flame retardant for polystyrene

Kędzierski M., Jankowski P., Jaworska G., Niska A.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 5

347-353

EN

In this work the possibility to apply graphite oxide (GO) as an intumescent flame retardant added in situ during suspension polymerization of styrene was studied. Synthesis of GO was carried out starting from natural flake graphites with different carbon content and particle size (between 45 and 500 žm). The obtained products were examined using elemental and scanning electron microscopy (SEM) analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) as well as X-ray powder diffractometry (XRD). Thermal stability and expansion properties of GO were also investigated. It was stated that with an increase in particle size GO exhibited a lower degree of oxidation while the temperature of maximum decomposition rate increased. The highest expansion volume at 600 °C was observed for GO prepared from graphite with large-sized plates (300 and 500 žm). In order to prevent the dispersion of hydrophilic GO in an aqueous phase during the polymerization of styrene, GO was modified with organofunctional silane. Polystyrene with added GO (15 wt. %) reached HF-1 rating in the UL 94 horizontal burning test, however it failed to pass the required vertical flame test. The modification with melamine-formaldehyde resin (MF) resulted in an increase of GO thermal stability. Polystyrene with 15 wt. % of GO-MF additive obtained maximum ratings HF-1 and V-O in the UL 94 flame test. An attention should be paid to safe handling of GO which, although stable at ambient conditions, may undergo highly exothermic decomposition, e.g. when subjected to mechanical impact at moderately elevated temperature.

PL

W ramach pracy badano możliwości wykorzystania tlenku grafitu (GO) jako antypirenu pęczniejącego dodawanego in situ w procesie syntezy polistyrenu suspensyjnego. Przeprowadzono syntezę GO wychodząc z naturalnych grafitów płatkowych różniących się zawartością węgla oraz wielkością cząstek (od 45 do 500 žm). Uzyskane produkty analizowano metodami analizy elementarnej, skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) oraz rentgenowskiej dyfraktometrii proszkowej (XRD). Wykonano również badania stabilności termicznej metodą termograwimetrii oraz badanie zdolności ekspandujących otrzymanych tlenków grafitu. Stwierdzono, że ze wzrostem wielkości cząstek grafitu zmniejsza się stopień utlenienia GO, natomiast wzrasta temperatura maksymalnej szybkości rozkładu. Największe objętości ekspansji w temp. 600 °C wykazywały tlenki otrzymane z grafitów o dużych rozmiarach płatków (300 i 500 žm). Aby w trakcie polimeryzacji styrenu zapobiec dyspersji hydrofilowego GO w fazie wodnej, poddano go modyfikacji organofunkcyjnym silanem. Polistyren z dodatkiem 15 % mas. GO osiągnął klasę HF-1 w teście poziomego palenia się UL 94, jednak nie spełnił wymaganych kryteriów palności pionowej. Modyfikacja GO żywicą melaminowo-formaldehydową (MF) prowadziła do zwiększenia stabilności termicznej GO, a polistyren z dodatkiem 15 % mas. kompozycji GO-MF osiągał maksymalne kategorie HF-1 i V-0 w teście palności UL 94. Należy zwrócić uwagę na kwestię bezpieczeństwa stosowania GO, który jest stabilny w temperaturze pokojowej, jednak w wyniku np. oddziaływania mechanicznego może następować jego silnie egzotermiczny rozkład już w umiarkowanie podwyższonej temperaturze.