МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ В ВАКУУМЕ
Аннотация
Изучено влияние температуры вакуумного отжига при давлении 10-2 Па на структуру и функциональный состав поверхности ультрадисперсных алмазов детонационного синтеза (УДА). На основании исследования спектров комбинационного рассеяния и ИК поглощения, рентгенодифракционного анализа и электронного парамагнитного резонанса образцов УДА установлено, что вакуумный отжиг при Т £ 750 °С не влияет на структуру алмазных наночастиц, при более высоких температурах отжига на поверхности частиц начинается активное образование аморфного sp2-гибридизированного углерода. Отжиг при температуре 1050 °С приводит к полной графитизации поверхности УДА с сохранением алмазной структуры ядра частиц. При отжиге в интервале 660-750 °С на поверхности УДА наблюдается минимальное количество функциональных групп, при этом поверхность сохраняет высокую активность.
Об авторах
Г. А. Гусаков
НИИ прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко БГУ
Беларусь
220045, Минск
Беларусь
220045, Минск
А. А. Луговский
Учреждение БГУ “Республиканский центр проблем человека”
Беларусь
Минск
Беларусь
Минск
А. П. Луговский
НИИ прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко БГУ
Беларусь
220045, Минск
Беларусь
220045, Минск
М. П. Самцов
НИИ прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко БГУ
Беларусь
220045, Минск
Беларусь
220045, Минск
В. А. Пархоменко
Учреждение БГУ “Республиканский центр проблем человека”
Беларусь
Минск
Беларусь
Минск
И. И. Азарко
НИИ прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко БГУ
Беларусь
220045, Минск
Беларусь
220045, Минск
Список литературы
1. Detonation Nanodiamonds: Science and Applications, Eds. A. Vul’, O. Shenderova, Boca Raton, Pan Stanford Publishing (2013)
2. Nanodiamond, Ed. O. A. Williams, London, The Royal Society of Chemistry (2014)
3. Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine, Ed. D. Ho, New York, Springer Science + Business Media (2010)
4. V. N. Mochalin, O. Shenderova, D. Ho, Y. Gogotsi. Nat. Nanotechnol., 7 (2012) 11—23
5. Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, London, Elsevier (2017)
6. K. Turcheniuk, V. Mochalin. Nanotechnology, 28 (2017) 252001 (1—27)
7. L. Lai, A. S. Barnard. J. Nanosci. Nanotechnol., 15 (2015) 989—999
8. 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]
9. A. Krueger. In: Current Issues and Challenges in Surface Chemistry of Nanodiamonds, Ed. J.-C. Arnault, Elsevier, London (2017) 184—242
10. А. П. Кощеев. Рос. хим. журн., LII, № 5 (2008) 88—96
11. D. S. Volkov, M. A. Proskurnin, M. V. Korobov. Carbon, 74 (2014) 1—13
12. S. Osswald, G. Yushin, V. Mochalin, S. O. Kucheyev, Y. Gogotsi. J. Am. Chem. Soc., 128 (2006) 11635—11642
13. G. Jarre, Y. Liang, P. Betz, D. Lang, A. Krueger. Chem. Commun., 47 (2011) 544—546
14. J. Ackermann, A. Krueger. Nanoscale., 11 (2019) 8012—8019
15. J. Zang, Y. Wang, L. Bian, J. Zhang, F. Meng, Y. Zhao, S. Ren, X. Qu. Electrochim. Acta, 72 (2012) 68—73
16. V. 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—244
17. Yu. 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—564
18. T. Petit, J.-C. Arnault, H. A. Girard, M. Sennour, P. Bergonzo. Phys. Rev. B, 84 (2011) 233407 (1—5)
19. http://sinta.biz/nanoalmazy
20. 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]
21. M. Mermoux, A. Crisci, T. Petit, H. A. Girard, J.-C. Arnault. J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 23415—23425
22. Г. 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.by
23. Ю. А. Багаряцкий. Рентгенография в физическом металловедении, Москва, науч.-тех. изд-во лит-ры по черн. и цв. металлургии (1961)
24. A. E. Aleksenskii, M. V. Baidakova, A. Y. Vul, V. Y. Davydov, Y. A. Pevtsova. Phys. Sol. State, 39 (1997) 1007—1015
25. А. Е. Алексенский, М. В. Байдакова, А. Я. Вуль, В. И. Сиклицкий. ФТТ, 41 (1999) 740—743
26. A. 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—2001
27. E. D. Obraztsova, M. Fujii, S. Hayashi, V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko. Carbon, 36 (1998) 821—826
28. M. Yoshikawa, Y. Mori, H. Obata, M. Maegawa, G. Katagiri, H. Ishida, A. Ishitani. Appl. Phys. Lett., 67 (1995) 694—696
29. M. Mermoux, S. Chang, H. A. Girard, J.-C. Arnault. Diam. Rel. Mater., 87 (2018) 248—260
30. S. Prawer, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, J. O. Orwa, L. A. Bursill, J. L. Peng. Chem. Phys. Lett., 332 (2000) 93—97
31. A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61 (2000) 14095—14107
32. A. C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 64 (2001) 075414 (1—13)
33. A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2477—2512
34. S. Prawer, R. J. Nemanich. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2537—2565
35. J. O. Orwa, K. W. Nugent, D. N. Jamieson, S. Prawer. Phys. Rev. B, 62 (2000) 5461—5472
36. V. Mochalin, S. Osswald, Y. Gogotsi. Chem. Mater., 21 (2009) 273—279
37. A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond: A Data Handbook, Berlin, Springer (2001)
38. J. Cebik, J. K. McDonough, F. Peerally, R. Medrano, I. Neitzel, Y. Gogotsi, S. Osswald. Nano- technology, 24 (2013) 205703 (1—10)
39. 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—11218
40. S. Tomita, T. Sakurai, H. Ohta, M. Fujii, S. Hayashi. J. Chem. Phys., 114 (2001) 7477—7482
41. 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)
42. Дж. Марч. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура, в 4-х т., т. 1, Москва, Мир (1987)
43. Л. Белами. Инфракрасные спектры сложных молекул, Москва, Иностр. лит. (1963)
44. T. Petit, L. Puskar. Diam. Rel. Mater., 89 (2018) 52—66
45. В. Ю. Осипов, Н. М. Романов. Опт. журн., 84, № 5 (2017) 3—7
46. В. Ю. Осипов, Н. М. Романов, Ф. М. Шахов, K. Takai. Опт. журн., 85, № 3 (2018) 3—11
47. S. Ghodbane, T. Haensel, Y. Coffinier, S. Szunerits, D. Steinmüller-Nethl, R. Boukherroub, S. I. U. Ahmed, J. A. Schaefer. Langmuir, 26 (2010) 18798—18805
Рецензия
Для цитирования:
Гусаков Г.А., Луговский А.А., Луговский А.П., Самцов М.П., Пархоменко В.А., Азарко И.И. МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ В ВАКУУМЕ. Журнал прикладной спектроскопии. 2020;87(1):33-42.
For citation:
Gusakov G.A., Lugovski A.A., Lugovski A.P., Samtsov M.P., Parhomenko V.A., Azarko I.I. MODIFICATION OF THE ULTRADISPERSED DIAMONDS SURFACE BY VACUUM HEAT TREATMENT. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2020;87(1):33-42. (In Russ.)
Просмотров: 326
Послать статью по эл. почте 