Open Access
Open access
Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy, volume 20, issue 3, pages 320-334

Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation

Bakhia Tamuna
Bavizhev Bavizhev Zaur R
Publication typeJournal Article
Publication date2020-07-15
Quartile SCImago
Q4
Quartile WOS
Impact factor
ISSN16800613
Physical and Theoretical Chemistry
Analytical Chemistry
Colloid and Surface Chemistry
Polymers and Plastics
Abstract

Высокопористые аэрогели на основе углеродных наноматериалов – перспективные материалы для новых электрохимических технологий. Емкостная деионизация воды – удаление ионов из водного раствора путем приложения малых значений внешнего напряжения к электродам с большой удельной поверхностью. Данный метод является на сегодняшний день одним из наиболее перспективных для опреснения растворов с низкой минерализацией. Основная проблема для емкостной деионизации заключается в получении доступных электродных материалов с высокой пористостью, электропроводностью, гидрофильностью и хорошими механическими свойствами для использования в течение большого количества циклов адсорбциидесорбции. Для этих целей углеродные аэрогели являются одними из наиболее перспективных материалов. Статья посвящена синтезу новых материалов – высокопористых монолитных композитных аэрогелей с пространственной трехмерной структурой, образованной восстановленным оксидом графена и нанотрубками; исследованию их электросорбционных свойств в экспериментах с использованием указанных монолитов в качестве электродов для емкостной мембранной деионизации воды. Предложены новые методы синтеза углеродных высокопористых композитных аэрогелей, где каркас представлен восстановленным оксидом графена и углеродными нанотрубками. Разработаны простые методики по гидрофилизации синтезированных образцов. Изготовлены новые электродные материалы для электросорбции, исследованы и испытаны в электрохимических ячейках для мембранной емкостной деионизации. Сверхпористые (более 99%) углеродные композитные аэрогели с плотностью не более 0.02 г/см3, имеющие жесткую структуру и характеризующиеся хрупкостью образующихся монолитов, не эффективны в процессах емкостной мембранной деионизации. Эластичные аэрогели с более плотной структурой, пористостью до 95% и плотностью не менее 0.12 г/см3, синтезированные в присутствии поливинилового спирта, имеют относительно высокую электросорбционную емкость по отношению к хлориду натрия. К примеру, если концентрация раствора 1 г/дм3, то емкость материала достигает 25 мг/г (3 мг/см3). Данные аэрогели также демонстрируют хорошую стабильность, что делает их очень перспективными для использования в технологиях емкостной деионизации.

Metrics
Share
Cite this
GOST |
Cite this
GOST Copy
Bakhia T., Khamizov K. R. Kh., Bavizhev B. Z. R. Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation // Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy. 2020. Vol. 20. No. 3. pp. 320-334.
GOST all authors (up to 50) Copy
Bakhia T., Khamizov K. R. Kh., Bavizhev B. Z. R. Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation // Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy. 2020. Vol. 20. No. 3. pp. 320-334.
RIS |
Cite this
RIS Copy
TY - JOUR
DO - 10.17308/sorpchrom.2020.20/2869
UR - https://doi.org/10.17308%2Fsorpchrom.2020.20%2F2869
TI - Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation
T2 - Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy
AU - Bakhia, Tamuna
AU - Khamizov, Khamizov Ruslan Kh
AU - Bavizhev, Bavizhev Zaur R
PY - 2020
DA - 2020/07/15 00:00:00
PB - Voronezh State University
SP - 320-334
IS - 3
VL - 20
SN - 1680-0613
ER -
BibTex |
Cite this
BibTex Copy
@article{2020_Bakhia
author = {Tamuna Bakhia and Khamizov Ruslan Kh Khamizov and Bavizhev Zaur R Bavizhev},
title = {Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation},
journal = {Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy},
year = {2020},
volume = {20},
publisher = {Voronezh State University},
month = {jul},
url = {https://doi.org/10.17308%2Fsorpchrom.2020.20%2F2869},
number = {3},
pages = {320--334},
doi = {10.17308/sorpchrom.2020.20/2869}
}
MLA
Cite this
MLA Copy
Bakhia, Tamuna, et al. “Composite graphene-containing porous materials used for electrosorption and capacitive deionisation.” Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy, vol. 20, no. 3, Jul. 2020, pp. 320-334. https://doi.org/10.17308%2Fsorpchrom.2020.20%2F2869.
Found error?