RAS Chemistry & Material ScienceЖурнал общей химии Russian Journal of General Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-460X
  • ISSN (Online) 3034-5596

Synthesis and Study of Iron-Graphene Composites

PII
S3034559625090137-1
DOI
10.7868/S3034559625090137
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 95 / Issue number 9-10
Pages
472-480
Abstract
Iron-graphene composites were synthesized by heat treatment of a mixture of iron (III) nitrate and graphite oxide in an argon flow, followed by reduction in a hydrogen flow. The composites were characterized by elemental analysis, thermogravimetry, scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectra and construction of maps of the spatial distribution of components, X-ray phase analysis, and Mossbauer spectroscopy. It was shown that the synthesized composites are sheets of a graphene-like material with iron-containing nanoparticles deposited on them, the size of which depends on the concentration of the iron compound in the original mixture. Iron nanoparticles in the obtained composites are rapidly oxidized upon short-term contact with air and can be restored by cyclic treatment at 400°C, including vacuuming the composite followed by exposure to hydrogen under pressure.
Keywords
железо наночастицы оксид графита графеноподобный материал восстановление композит
Date of publication
21.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
42

References

  1. 1. Hu Y., Wu P., Zhang H., Cai Ch. // Electrochim. Acta. 2012. Vol. 85. P. 314. doi 10.1016/j.electacta.2012.08.080
  2. 2. Akyol D., Özcan A., Kepir Z.D., Özcan A. // Mater. Chem. Phys. 2025. Vol. 346. Art. ID 131339. doi 10.1016/ j.matchemphys.2025.131339
  3. 3. Кущ С.Д., Куюнко Н.С., Арбузов А.А., Коршунова Л.А., Бондаренко Г.В. // ЖОХ. 2017. Т. 87. № 7. С. 1072; Kushch S.D., Kuyunko N.S., Arbuzov A.A., Korshunova L.A., Bondarenko G.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N 7. P. 1466. doi 10.1134/S1070363217070040
  4. 4. Клюев М.В., Арбузов А.А., Магдалинова Н.А., Калмыков П.А., Тарасов Б.П. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 9. С. 1331; Klyuev M.V., Arbuzov A.A., Magdalinova N.A., Kalmykov P.A., Tarasov B.P. // Russ. J. Phys. Chem. 2016. Vol. 90. N 9. P. 1749. doi 10.1134/S0036024416090144
  5. 5. Tarasov B.P., Arbuzov A.A., Volodin A.A., Fursikov P.V., Mozhzhuhin S.A., Lototskyy M.V., Yartys V.A. // J. Alloys Compd. 2021. Vol. 896. Art. ID 162881. doi 10.1016/ j.jallcom.2021.162881
  6. 6. Singh S., Bhatnagar A., Shukla V., Pandey A.P., Shaz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. Vol. 107. P. 96. doi 10.1016/j.ijhydene.2024.12.331
  7. 7. Tarasov B.P., Arbuzov A.A., Mozhzhukhin S.A., Volodin A.A., Fursikov P.V., Davids M.W., Adeniran J., Lototskyy M.V. // Inorganics. 2023. Vol. 11. Art. ID 290. doi 10.3390/inorganics11070290
  8. 8. Kryvutsa N., Eloy P., Hackens B., Hermans S. // Mol. Catal. 2023. Vol. 545. Art. ID 113222. doi 10.1016/ j.mcat.2023.113222
  9. 9. Wang H., Robinson J.T., Diankov G., Dai H. // J. Am. Chem. Soc. 2010. Vol. 132. P. 3270. doi 10.1021/ja100329d
  10. 10. Арбузов А.А., Мурадян В.Е., Тарасов Б.П., Соколов Е.А., Бабенко С.Д. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 5. С. 663; Arbuzov A.A., Muradyan V.E., Tarasov B.P., Sokolov E.A., Babenko S.D. // Russ. J. Phys. Chem. 2016. Vol. 90. N 5. P. 907. doi 10.1134/S0036024416050071
  11. 11. Tucek J., Sofer Z., Bousa D., Pumera M., Hola K., Mala A., Polakova K., Havrdova M., Cepe K., Tomanec O., Zboril R. // Nat. Commun. 2016. Vol. 7. Art. ID 12879. doi 10.1038/ncomms12879
  12. 12. Khannanov A., Kiiamov A., Valimukhametova A., Tayurskii D.A., Börrnert F., Kaiser U., Eigler S., Vagizov F.G., Dimiev A.M. // J. Am. Chem. Soc. 2018. Vol. 140. P. 9051. doi 10.1021/jacs.8b04829
  13. 13. Chen Y., Song B., Tang X., Lu L., Xue J. // J. Mater. Chem. 2012. Vol. 22. P. 17656. doi 10.1039/C2JM32057F
  14. 14. Zhang K., Liu1 Y., Liu Y., Yan Y., Ma G., Zhong B., Che R., Huang X. // Nano-Micro Lett. 2024. Vol. 16. Art. ID 66. doi 10.1007/s40820-023-01280-6
  15. 15. Luo Zh., Quan J., Ding T., Xu B., Li W., Mao Q., Ma W., Li M., Xiang H., Zhu M. // J. Alloys Compd. 2024. Vol. 980. Art. ID 173614. doi 10.1016/j.jallcom.2024.173614
  16. 16. Nguyen Q.X.T., Dang T.-D., Cao H.H., La D.D. // Microchem. J. 2025. Vol. 212. Art. ID 113418. doi 10.1016/ j.microc.2025.113418
  17. 17. Liu X., Xiang J., Xue Y., Zhao J., Ma X., Ge L., Li F., Gai P. // Sens. Actuators (B). 2025. Vol. 440. Art. ID 137931. doi 10.1016/j.snb.2025.137931
  18. 18. Tang Y., Zhou J., Chen W., Chai H., Li Y., Feng Zh., Dai X. // Mol. Catal. 2019. Vol. 476. Art. ID 110524. doi 10.1016/j.mcat.2019.110524
  19. 19. Hong S., Kauppinen M.M., Miu E.V., Mpourmpakis G., Grönbeck H. // Cat. Sci. Tech. 2023. Vol. 13. P. 6999. doi 10.1039/d3cy01335a
  20. 20. Alatalo S.-M., Daneshvar E., Kinnunen N., Meščeriakovas A., Thangaraj S.K., Jänis J., Tsang D.C.W., Bhatnagar A., Lähde A. // Chem. Eng. J. 2019. Vol. 373. P. 821. doi 10.1016/j.cej.2019.05.118
  21. 21. Liang J., Liu J., Guo L., Wang W., Wang Ch., Gao W., Guo X., He Y., Yang G., Yasuda Sh., Liang B., Tsubaki N. // Nat. Commun. 2024. Vol. 15. P. 512. doi 10.1038/s41467024-44763-9
  22. 22. Zhou D., Cui K., Zhou Zh., Liu Ch., Zhao W., Li P., Qu X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. Vol. 46. P. 34369. doi 10.1016/j.ijhydene.2021.07.230
  23. 23. Soni P.K., Bhatnagar A., Shukla V., Shaz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. Vol. 47. P. 21391. doi 10.1016/ j.ijhydene.2022.04.264
  24. 24. Арбузов А.А., Мурадян В.Е., Тарасов Б.П. // Изв. АН. Сер. хим. 2013. № 9. C. 1962; Arbuzov A.A., Muradyan V.E., Tarasov B.P. // Russ. Chem. Bull. 2013. Vol. 62. N 9. P. 1962. doi 10.1007/s11172-013-0284-x
  25. 25. Hummers W.S., Offeman R.E. // J. Am. Chem. Soc. 1957. Vol. 80. P. 1339. doi 10.1021/ja01539a017
  26. 26. Huh S.H. // Carbon. 2014. Vol. 78. P. 617. doi 10.1016/j.carbon.2014.07.034
  27. 27. Park S., An J., Potts J.R., Velamakanni A., Murali Sh., Ruoff R.S. // Carbon. 2011. Vol. 49. P. 3019. doi 10.1016/ j.carbon.2011.02.071
  28. 28. Чуев М.А. // Кристаллография. 2020. Т. 65. № 3. С. 402; Chuev M.A. // Crystallogr. Rep. 2020. Vol. 65. N 3. P. 387. doi 10.1134/S1063774520030098
  29. 29. Ajinkya N., Yu X., Kaithal P., Luo H., Somani P., Ramakrishna S. // Materials. 2020. Vol. 13. Art. ID 4644. doi 10.3390/ma13204644
  30. 30. Васильева Е.С., Толочко О.В., Семенов В.Г., Володин В.С., Kim D. // ПЖТФ. Т. 33. № 1. С. 81; Vasil’eva E.S., Tolochko O.V., Semenov V.G., Volodin V.S., Kim D. // Tech. Phys. Lett. 2007. Vol. 33. N 1. P. 40. doi 10.1134/S1063785007010117
  31. 31. Borysiuk J., Grabias A., Szczytko J., Bystrzejewski M., Twardowski A., Lange H. // Carbon. 2008. Vol. 46. N 13. P. 1693. doi 10.1016/j.carbon.2008.07.011
  32. 32. Цурин В.А., Ермаков А.Е., Уймин М.А., Мысик А.А., Щеголева Н.Н., Гавико В.С., Майков В.В. // Физика твердого тела. 2014. Т. 56. № 2. С. 287; Tsurin V.A., Yermakov A.Y., Uimin M.A., Mysik A.A., Shchegoleva N.N., Gaviko V.S., Maikov V.V. // Phys. Solid State. 2014. Vol. 56. N 2. P. 287. doi 10.1134/S1063783414020309
  33. 33. Киселева Т.Ю., Новакова А.А., Григорьева Т.Ф., Ляхов Н.З. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 3. С. 358; Kiseleva T.Yu., Novakova A.A., Grigoreva T.F., Lyakhov N.Z. // Crystallogr. Rep. 2023. Vol. 68. N 3. P. 363. doi 10.1134/S1063774523700037
  34. 34. Тюменцева А.В., Горбенко А.С., Ярославцев Р.Н., Столяр С.В., Герасимова Ю.В., Комогорцев С.В., Баюков О.А., Князев Ю.В., Волочаев М.Н., Ольховский И.А., Исхаков Р.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 9. С. 1257; Tyumentseva A.V., Gorbenko A.S., Yaroslavtsev R.N., Stolyar S.V., Olkhovskiy I.A., Gerasimova Y.V., Komogortsev S.V., Bayukov O.A., Knyazev Y.V., Volochaev M.N., Iskhakov R.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. Vol. 85. N 9. P. 965. doi 10.31857/S0367676521090180
  35. 35. Larson A.C., Von Dreele R.B. General Structure Analysis System (GSAS). Report LAUR 86-748 (Los Alamos). 2004.
  36. 36. Klencsár Z., Kuzmann E., Vértes A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1996. Vol. 210. N 1. P. 105. doi 10.1007/BF02055410
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library