БИОМАССА БОРЩЕВИКА CОСНОВСКОГО КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 2D УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР | BIOMASS OF SOSNOWSKYI'S HOGWEED AS RAW MATERIAL FOR 2D THE CARBONIC NANOSTRUCTURES OBTAINING

Russian. Изучена возможность карбонизации биомассы борщевика Сосновского (Heracléum sosnówskyi) для получения углеродных наноматериалов. Приведена характеристика компонентного состава и установлены параметры поверхностно-пористой структуры растительной биомассы. Изучены изотермы адсорбции и десорбции азота на поверхности и показано, что они относятся к типу II по классификации IUPAC. Исследовано распределение пор по размерам и установлено, что основную долю порового пространства растительного сырья образуют мезопоры со средней шириной 3.5 нм. Определена удельная площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру, которая составила 16.4 м2/г. Проведен синтез наноуглеродных порошков с использованием способа карбонизации органических материалов под влиянием локальных экстремально высоких температур и окислителей, образующихся в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (метод СВС). Методами спектрального анализа (Рамановская спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия) и электронной микроскопии показано, что по своим морфометрическим параметрам частицы полученного карбонизированного продукта соответствуют 2D наноуглероду в виде графеновых нанопластин. Характерными особенностями нового продукта являются малодефектная планарная поверхность и наличие кислородсодержащих терминальных групп. Определена удельная площадь поверхности, которая составила 179.1 м2/г. Установлено, что основной вклад в удельную поверхность наноматериала на основе биомассы борщевика вносят микропоры.

English. The possibility of the carbonization of the Sosnowskyi's hogweed (Heracléum sosnówskyi) biomass for obtaining the carbonic nanmaterials was studied. The characteristic of component composition is given and the parameters of the superficially-porous structure of plant biomass are established. The isotherms of adsorption and desorption of nitrogen on the surface are studied and it is shown that they relate to the type II according to the IUPAC classification. The distribution of times according to the sizes is investigated and it is established that the basic portion of the pore space of the vegetable raw material forms the mezopors with an average width 3.5 of nm. The specific surface area according to Brunauer-Emmet-Teller is determined, which composed 16.4 m2/g. Using a method of the carbonization of organic materials under the effect of local extremely high temperatures and oxidizers the synthesis of nanocarbonic powders, which are formed under the conditions of the self-propagating high-temperature synthesis (SHS method), was carried out. By the methods of spectral analysis (Raman spectroscopy, X-ray diffractometry) and electron microscopy it is shown that from their morphometric parameters the particles of the obtained carbonized product correspond to 2D nanocarbon in the form of grafenic nanoplates. The low-defect planar surface and the presence of the oxygen-containing terminal groups are the characteristic properties of new product. The specific surface area, which composed 179.1 m2/g, is determined. The specific surface area, which composed 179.1 m2/g, is determined. It is established that the micropores introduce the basic contribution to the specific surface area of nanomaterial on the basis of the Sosnowskyi's hogweed biomass.