zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-449Research ArticleСтатьиМОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ В ВАКУУМЕMODIFICATION OF THE ULTRADISPERSED DIAMONDS SURFACE BY VACUUM HEAT TREATMENTГусаковГ. А.GusakovG. A.

220045, Минск

Minsk, 220045

gga68@rambler.ruЛуговскийА. А.LugovskiA. A.

Минск

Minsk

lugovski@bsu.byЛуговскийА. П.LugovskiA. P.

220045, Минск

Minsk, 220045

СамцовМ. П.SamtsovM. P.

220045, Минск

Minsk, 220045

ПархоменкоВ. А.ParhomenkoV. A.

Минск

Minsk

АзаркоИ. И.AzarkoI. I.

220045, Минск

Minsk, 220045

НИИ прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко БГУA. N. Sevchenko Research Institute for Applied Physical Problems, Belarusian State UniversityУчреждение БГУ “Республиканский центр проблем человека”Institutе of the Belarusian State University “Republican Center for Human Problems”2020120320208713342Copyright © Гусаков Г.А., Луговский А.А., Луговский А.П., Самцов М.П., Пархоменко В.А., Азарко И.И., 20202020Гусаков Г.А., Луговский А.А., Луговский А.П., Самцов М.П., Пархоменко В.А., Азарко И.И.Gusakov G.A., Lugovski A.A., Lugovski A.P., Samtsov M.P., Parhomenko V.A., Azarko I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/449

The effect of the vacuum annealing temperature on the structure and functional composition of the surface of ultradispersed diamond (UDD) produced by detonation synthesis was studied using Raman scattering, IR absorption, X-ray diffraction analysis and electron paramagnetic resonance. It was established that vacuum annealing at T ≤750°C does not affect the structure of diamond nanoparticles; at higher annealing temperatures, the formation of amorphous sp2-hybridized carbon begins on the surface of the particles. Annealing at a temperature of 1050°С leads to complete graphitization of the UDD surface with preservation of the diamond structure of the nucleus of the particles. During annealing in the temperature range of 650-750°C, the minimum of functional groups is observed on the UDD surface, while the surface retains high activity.

ультрадисперсный алмазповерхностные функциональные группывакуумный отжигultradispersed diamondstructuresurface functional groupsvacuum annealingReferencesDetonation Nanodiamonds: Science and Applications, Eds. A. Vul’, O. Shenderova, Boca Raton, Pan Stanford Publishing (2013)Detonation Nanodiamonds: Science and Applications, Eds. A. Vul’, O. Shenderova, Boca Raton, Pan Stanford Publishing (2013)Nanodiamond, Ed. O. A. Williams, London, The Royal Society of Chemistry (2014)Nanodiamond, Ed. O. A. Williams, London, The Royal Society of Chemistry (2014)Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine, Ed. D. Ho, New York, Springer Science + Business Media (2010)Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine, Ed. D. Ho, New York, Springer Science + Business Media (2010)V. N. Mochalin, O. Shenderova, D. Ho, Y. Gogotsi. Nat. Nanotechnol., 7 (2012) 11—23V. N. Mochalin, O. Shenderova, D. Ho, Y. Gogotsi. Nat. Nanotechnol., 7 (2012) 11—23Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, London, Elsevier (2017)Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, London, Elsevier (2017)K. Turcheniuk, V. Mochalin. Nanotechnology, 28 (2017) 252001 (1—27)K. Turcheniuk, V. Mochalin. Nanotechnology, 28 (2017) 252001 (1—27)L. Lai, A. S. Barnard. J. Nanosci. Nanotechnol., 15 (2015) 989—999L. Lai, A. S. Barnard. J. Nanosci. Nanotechnol., 15 (2015) 989—999В. А. Лапина, С. Б. Бушук, Т. А. Павич, А. В. Воробей. Журн. прикл. спектр., 83, № 3 (2016) 347—353 [V. A. Lapina, S. B. Bushuk, T. A. Pavich, A. V. Vorobey. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 344—349]В. А. Лапина, С. Б. Бушук, Т. А. Павич, А. В. Воробей. Журн. прикл. спектр., 83, № 3 (2016) 347—353 [V. A. Lapina, S. B. Bushuk, T. A. Pavich, A. V. Vorobey. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 344—349]A. Krueger. In: Current Issues and Challenges in Surface Chemistry of Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, Elsevier, London (2017) 184—242A. Krueger. In: Current Issues and Challenges in Surface Chemistry of Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, Elsevier, London (2017) 184—242А. П. Кощеев. Рос. хим. журн., LII, № 5 (2008) 88—96А. П. Кощеев. Рос. хим. журн., LII, № 5 (2008) 88—96D. S. Volkov, M. A. Proskurnin, M. V. Korobov. Carbon, 74 (2014) 1—13D. S. Volkov, M. A. Proskurnin, M. V. Korobov. Carbon, 74 (2014) 1—13S. Osswald, G. Yushin, V. Mochalin, S. O. Kucheyev, Y. Gogotsi. J. Am. Chem. Soc., 128 (2006) 11635—11642S. Osswald, G. Yushin, V. Mochalin, S. O. Kucheyev, Y. Gogotsi. J. Am. Chem. Soc., 128 (2006) 11635—11642G. Jarre, Y. Liang, P. Betz, D. Lang, A. Krueger. Chem. Commun., 47 (2011) 544—546G. Jarre, Y. Liang, P. Betz, D. Lang, A. Krueger. Chem. Commun., 47 (2011) 544—546J. Ackermann, A. Krueger. Nanoscale., 11 (2019) 8012—8019J. Ackermann, A. Krueger. Nanoscale., 11 (2019) 8012—8019J. Zang, Y. Wang, L. Bian, J. Zhang, F. Meng, Y. Zhao, S. Ren, X. Qu. Electrochim. Acta, 72 (2012) 68—73J. Zang, Y. Wang, L. Bian, J. Zhang, F. Meng, Y. Zhao, S. Ren, X. Qu. Electrochim. Acta, 72 (2012) 68—73V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko. In: Diamond Phase Transitions at Nanoscale, Eds. O. A. Shenderova, D. M. Gruen, Ultrananocrystalline Diamond, 2nd ed., Elsevier Ltd., Oxford, UK (2012) 181—244V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko. In: Diamond Phase Transitions at Nanoscale, Eds. O. A. Shenderova, D. M. Gruen, Ultrananocrystalline Diamond, 2nd ed., Elsevier Ltd., Oxford, UK (2012) 181—244Yu. V. Butenko, V. L. Kuznetsov, E. A. Paukshtis, A. I. Stadnichenko, I. N. Mazov, S. I. Moseenkov, A. I. Boronin, S. V. Kosheev. Full., Nanotub. Carbon Nanostruct., 14 (2006) 557—564Yu. V. Butenko, V. L. Kuznetsov, E. A. Paukshtis, A. I. Stadnichenko, I. N. Mazov, S. I. Moseenkov, A. I. Boronin, S. V. Kosheev. Full., Nanotub. Carbon Nanostruct., 14 (2006) 557—564T. Petit, J.-C. Arnault, H. A. Girard, M. Sennour, P. Bergonzo. Phys. Rev. B, 84 (2011) 233407 (1—5)T. Petit, J.-C. Arnault, H. A. Girard, M. Sennour, P. Bergonzo. Phys. Rev. B, 84 (2011) 233407 (1—5)http://sinta.biz/nanoalmazyhttp://sinta.biz/nanoalmazyГ. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 545—553 [G. А. Gusakov, М. P. Samtsov, Е. С. Voropay. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 573—580]Г. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 545—553 [G. А. Gusakov, М. P. Samtsov, Е. С. Voropay. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 573—580]M. Mermoux, A. Crisci, T. Petit, H. A. Girard, J.-C. Arnault. J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 23415—23425M. Mermoux, A. Crisci, T. Petit, H. A. Girard, J.-C. Arnault. J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 23415—23425Г. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай. Материалы V Междунар. научн. конф., ч. 2 “Проблемы взаимодействия излучения с веществом”, 14—16 ноября 2018 г., Гомель, ГГУ им. Ф. Скорины (2018) 79—84; http://conference.gsu.byГ. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай. Материалы V Междунар. научн. конф., ч. 2 “Проблемы взаимодействия излучения с веществом”, 14—16 ноября 2018 г., Гомель, ГГУ им. Ф. Скорины (2018) 79—84; http://conference.gsu.byЮ. А. Багаряцкий. Рентгенография в физическом металловедении, Москва, науч.-тех. изд-во лит-ры по черн. и цв. металлургии (1961)Ю. А. Багаряцкий. Рентгенография в физическом металловедении, Москва, науч.-тех. изд-во лит-ры по черн. и цв. металлургии (1961)A. E. Aleksenskii, M. V. Baidakova, A. Y. Vul, V. Y. Davydov, Y. A. Pevtsova. Phys. Sol. State, 39 (1997) 1007—1015A. E. Aleksenskii, M. V. Baidakova, A. Y. Vul, V. Y. Davydov, Y. A. Pevtsova. Phys. Sol. State, 39 (1997) 1007—1015А. Е. Алексенский, М. В. Байдакова, А. Я. Вуль, В. И. Сиклицкий. ФТТ, 41 (1999) 740—743А. Е. Алексенский, М. В. Байдакова, А. Я. Вуль, В. И. Сиклицкий. ФТТ, 41 (1999) 740—743A. I. Shames, A. M. Panich, W. Kempinski, A. E. Alexenskii, M. V. Baidakova, A. T. Dideikin, V. Yu. Osipov, V. I. Siklitski, E. Osawad, M. Ozawad, A. Ya. Vul’. J. Phys. Chem. Solids, 63 (2002) 1993—2001A. I. Shames, A. M. Panich, W. Kempinski, A. E. Alexenskii, M. V. Baidakova, A. T. Dideikin, V. Yu. Osipov, V. I. Siklitski, E. Osawad, M. Ozawad, A. Ya. Vul’. J. Phys. Chem. Solids, 63 (2002) 1993—2001E. D. Obraztsova, M. Fujii, S. Hayashi, V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko. Carbon, 36 (1998) 821—826E. D. Obraztsova, M. Fujii, S. Hayashi, V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko. Carbon, 36 (1998) 821—826M. Yoshikawa, Y. Mori, H. Obata, M. Maegawa, G. Katagiri, H. Ishida, A. Ishitani. Appl. Phys. Lett., 67 (1995) 694—696M. Yoshikawa, Y. Mori, H. Obata, M. Maegawa, G. Katagiri, H. Ishida, A. Ishitani. Appl. Phys. Lett., 67 (1995) 694—696M. Mermoux, S. Chang, H. A. Girard, J.-C. Arnault. Diam. Rel. Mater., 87 (2018) 248—260M. Mermoux, S. Chang, H. A. Girard, J.-C. Arnault. Diam. Rel. Mater., 87 (2018) 248—260S. Prawer, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, J. O. Orwa, L. A. Bursill, J. L. Peng. Chem. Phys. Lett., 332 (2000) 93—97S. Prawer, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, J. O. Orwa, L. A. Bursill, J. L. Peng. Chem. Phys. Lett., 332 (2000) 93—97A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61 (2000) 14095—14107A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61 (2000) 14095—14107A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 64 (2001) 075414 (1—13)A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 64 (2001) 075414 (1—13)A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2477—2512A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2477—2512S. Prawer, R. J. Nemanich. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2537—2565S. Prawer, R. J. Nemanich. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2537—2565J. O. Orwa, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, S. Prawer. Phys. Rev. B, 62 (2000) 5461—5472J. O. Orwa, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, S. Prawer. Phys. Rev. B, 62 (2000) 5461—5472V. Mochalin, S. Osswald, Y. Gogotsi. Chem. Mater., 21 (2009) 273—279V. Mochalin, S. Osswald, Y. Gogotsi. Chem. Mater., 21 (2009) 273—279A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond: A Data Handbook, Berlin, Springer (2001)A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond: A Data Handbook, Berlin, Springer (2001)J. Cebik, J. K. McDonough, F. Peerally, R. Medrano, I. Neitzel, Y. Gogotsi, S. Osswald. Nano- technology, 24 (2013) 205703 (1—10)J. Cebik, J. K. McDonough, F. Peerally, R. Medrano, I. Neitzel, Y. Gogotsi, S. Osswald. Nano- technology, 24 (2013) 205703 (1—10)B. L. V. Prasad, H. Sato, T. Enoki, Y. Hishiyama, Y. Kaburagi, A. M. Rao, P. C. Eklund, K. Oshida, M. Endo. Phys. Rev. B, 62 (2000) 11209—11218B. L. V. Prasad, H. Sato, T. Enoki, Y. Hishiyama, Y. Kaburagi, A. M. Rao, P. C. Eklund, K. Oshida, M. Endo. Phys. Rev. B, 62 (2000) 11209—11218S. Tomita, T. Sakurai, H. Ohta, M. Fujii, S. Hayashi. J. Chem. Phys., 114 (2001) 7477—7482S. Tomita, T. Sakurai, H. Ohta, M. Fujii, S. Hayashi. J. Chem. Phys., 114 (2001) 7477—7482A. M. Panich, A. I. Shames, N. A. Sergeev, M. Olszewski, J. K. McDonough., V. N. Mochalin, Y. Gogotsi. J. Phys.: Condens. Matter, 25 (2013) 245303 (1—8)A. M. Panich, A. I. Shames, N. A. Sergeev, M. Olszewski, J. K. McDonough., V. N. Mochalin, Y. Gogotsi. J. Phys.: Condens. Matter, 25 (2013) 245303 (1—8)Дж. Марч. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура, в 4-х т., т. 1, Москва, Мир (1987)Дж. Марч. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура, в 4-х т., т. 1, Москва, Мир (1987)Л. Белами. Инфракрасные спектры сложных молекул, Москва, Иностр. лит. (1963)Л. Белами. Инфракрасные спектры сложных молекул, Москва, Иностр. лит. (1963)T. Petit, L. Puskar. Diam. Rel. Mater., 89 (2018) 52—66T. Petit, L. Puskar. Diam. Rel. Mater., 89 (2018) 52—66В. Ю. Осипов, Н. М. Романов. Опт. журн., 84, № 5 (2017) 3—7В. Ю. Осипов, Н. М. Романов. Опт. журн., 84, № 5 (2017) 3—7В. Ю. Осипов, Н. М. Романов, Ф. М. Шахов, K. Takai. Опт. журн., 85, № 3 (2018) 3—11В. Ю. Осипов, Н. М. Романов, Ф. М. Шахов, K. Takai. Опт. журн., 85, № 3 (2018) 3—11S. Ghodbane, T. Haensel, Y. Coffinier, S. Szunerits, D. Steinmüller-Nethl, R. Boukherroub, S. I. U. Ahmed, J. A. Schaefer. Langmuir, 26 (2010) 18798—18805S. Ghodbane, T. Haensel, Y. Coffinier, S. Szunerits, D. Steinmüller-Nethl, R. Boukherroub, S. I. U. Ahmed, J. A. Schaefer. Langmuir, 26 (2010) 18798—18805

The authors declare that there are no conflicts of interest present.