Синтез нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами оксидов железа, для сорбционной очистки водных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.08, кандидат наук Нескоромная Елена Анатольевна

• Нескоромная Елена Анатольевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Нескоромная Елена Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Сорбционные процессы. Актуальные разработки в области создания высокоэффективных сорбционных материалов на основе графеновых структур. Оксиды железа как модификаторы нанокомпозиционных графеновых структур для повышения свойств исходных графеновых матриц, включая сорбционные характеристики (литературный обзор)

1.1 Методы очистки водных сред. Сорбционные материалы на основе углерода

1.2 Гидро- и аэрогели на основе графена. Свойства и возможные области применения

1.3 Методы синтеза наночастиц оксидов железа и их свойства

1.4 Методы получения, свойства и применение нанокомпозитов графен-оксиды железа

1.5 Выводы по главе 1. Постановка целей и задач исследования

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследований

2.1 Используемые в работе реактивы

2.1.1 Методика получения дисперсии оксида графена

2.2 Используемое в работе лабораторное оборудование

2.3 Используемые методы и оборудование для анализа структуры и физико-химических характеристик синтезируемых образцов

2.3.1 Рентгенофазовый анализ

2.3.2 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия

2.3.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор

2.3.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния

2.3.5 Инфракрасная спектроскопия

2.3.6 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Энергодисперсионный элементный анализ

2.3.7 Спектрофотометрический метод определения сорбционных характеристик исследуемых образцов

2.4 Методика восстановления оксида графена аскорбиновой кислотой

2.5 Методика восстановления оксидов металлов в сверхкритическом

изопропаноле

ГЛАВА 3 Технология синтеза гидрогелей на основе восстановленного оксида графена, декорированного наночастицами гидроксидов железа

3.1 Достоинства и недостатки существующих методов синтеза гидрогелей

3.2 Химические реакции, протекающие в процессе синтеза гидрогелей. Расчет материального баланса исходных компонентов

3.3 Методика синтеза гидрогелей на основе восстановленного оксида графена

3.4 Получение экспериментальных образцов гидрогелей с различным качественным составом железа

3.5 Анализ физико-химических свойств гидрогелей (ксерогелей) с различным содержанием железа

3.5.1 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия ксерогелей. Энергодисперсионный элементный анализ

3.5.2 Рентгенофазовый анализ ксерогелей

3.5.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор ксерогелей

3.5.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния ксерогелей

3.5.5 Инфракрасная спектроскопия гидрогелей

3.5.6 Термический анализ ксерогелей и дифференциально-

сканирующая калориметрия

3.6 Предлагаемый механизм декорирования оксида графена

наночастицами гидроксидов железа

ГЛАВА 4 Технология синтеза графеновых аэрогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.1 Обоснование использования сверхкритического изопропанола в процессах синтеза графеновых аэрогелей

4.2 Технология синтеза графеновых аэрогелей, декорированных наночастицами оксидов железа

4.2.1 Предварительная подготовка гидрогелей к обработке в сверхкритическом изопропаноле (алкогель)

4.2.2 Описание методики обработки алкогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.2.3 Лабораторная установка для осуществления синтеза аэрогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.3 Исследование особенностей кинетических закономерностей формирования нанокомпозиционных аэрогелей в сверхкритическом изопропаноле

4.3.1 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.2 Электронная микроскопия и энергодисперсионный элементный анализ аэрогелей, синтезированных при различном времени обработки

в среде СКИ

4.3.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.4 Рентгенофазовый анализ аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.5 Инфракрасная спектроскопия аэрогелей, синтезированных при

различном времени сверхкритической обработки

4.4 Исследование физико-химических свойств аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.1 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия аэрогелей, синтезированных с различным содержанием железа

4.4.2 Электронная микроскопия и энергодисперсионный элементный анализ аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.3 Рентгенофазовый анализ аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.4 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.5 Инфракрасная спектроскопия аэрогелей, синтезированных с

различным содержанием железа

ГЛАВА 5 Исследование сорбционной емкости нанокомпозиционных материалов на основе графена, декорированного наночастицами гидроксидов и оксидов железа

5.1 Изучение сорбционных свойств материалов при извлечении органических красителей из водных растворов

5.2 Исследование сорбционных свойств гидро- и аэрогелей с различным содержанием железа на примере кинетических исследований сорбции молекул МС и МО из водных растворов

5.3 Исследование сорбционных свойств аэрогелей, синтезированных

при различном времени обработки в СКИ

5.4 Оценка сорбционных характеристик гидро- и аэрогелей в условиях

динамической сорбции

5.5 Выводы к главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Акт использования результатов диссертационной

работы

Список сокращений и условных обозначений ОГ - оксид графена ПФДА - парафенилендиамин ПАНИ-НП - полианилиновые нанопроволоки ЭГ - этиленгликоль

ПАВ - поверхностно-активные вещества МУНТ - многослойные углеродные нанотрубки ПАНИ - полианилин ХКО - дифракция рентгеновских лучей

X - длина волны (рентгеновского излучения, возбуждающего лазера) нм

й - средний размер кристалла, А

К - постоянная Шеррера

в - ширина рефлекса на полувысоте, рад

в - угол дифракции рентгеновских лучей, град

РФА - рентгенофазовый анализ

ТГА - термогравиметрический анализ

ДСК - дифференциально-сканирующая калориметрия

ИК - инфракрасная спектроскопия

КР - спектроскопия комбинационного рассеяния

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

МО - метиловый оранжевый

МС - метиленовый синий

V - объем,л т - масса, г

Снач - концентрация исходного раствора, мг/л

Сравн - равновесная концентрация, мг/л

ВОГ - восстановленный оксид графена

АК - аскорбиновая кислота

рН - водородный показатель

СКФ - сверхкритический флюид

СКУ - сверкритические условия

УНТ - углеродные нанотрубки

Fe(OAc)3 - ацетат железа (III) (Fe(OOCCH3)3)

NaOAc - ацетат натрия (NaOOCCH3)

тИПС - масса изопропилового спирта, кг

рст - плотность сверхкритического изопропанола, г/см3

Vипс - объем изопропилового спирта, л

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами оксидов железа, для сорбционной очистки водных сред»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В последние годы значительно повышается интерес к исследованиям, посвященным применению наноструктурированых материалов на основе графена в сорбционных процессах. Особенно актуальными являются вопросы синтеза графеновых гидрогелей и аэрогелей с высокими показателями удельной поверхности и пористости путем гидротермальной/сверхкритической обработки водных или органических дисперсий оксида графена (ОГ).

Гидротермальные и сверхкритические методы дают уникальную возможность создавать различные каркасные углеродные и гибридные наноструктуры, которые невозможно синтезировать традиционными методами. Реализация подобной технологии позволяет создавать структуры с исключительными физико-химическими свойствами. В первую очередь, это высокая удельная поверхность и очень низкая плотность.

Также для создания высокоэффективных сорбентов на основе графена используются различные методы декорирования его поверхности функциональными частицами и структурами. Наночастицы оксидов и гидроксидов железа, в частности магнетита, гетита и гематита, обладают сорбционными свойствами по извлечению органических загрязнителей. Относительная простота получения, высокая химическая активность и наличие магнитных свойств делают такие частицы перспективными сорбционными материалами. Однако, склонность наночастиц оксидов железа к агломерации значительно снижает их функциональные свойства. В связи с этим, интересными являются композиционные материалы, в матрице которых иммобилизованы наночастицы гидроксидов и оксидов железа. Использование графена в качестве матрицы позволит избежать агломерирования наночастиц оксидов железа, а полученный нанокомпозиционный материал будет являться эффективным сорбентом.

Таким образом, представленная работа направлена на создание гидрогелей на основе графена, декорированного наночастицами гидроксидов железа, с дальнейшей обработкой полученных материалов в среде сверхкритического изопропанола (СКИ) для получения графеновых аэрогелей, обладающих ферромагнитными свойствами в результате восстановления гидроксидов железа в среде сверхкритического изопропанола до FeзO4.

Объектом исследования являются процессы получения гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами гидроксидов и оксидов железа, обладающих высокими сорбционными свойствами.

Предмет исследования - закономерности протекания процессов получения гидрогелей, а затем аэрогелей на их основе в результате обработки в среде СКИ; влияние фазового состава синтезированных материалов на структурные, физико-химические и сорбционные характеристики.

Цель работы: синтез и исследование свойств нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами оксидов железа, являющихся эффективными сорбентами органических красителей из водных растворов.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику получения гидрогелевых структур на основе графена, декорированного наночастицами гидроксидов железа;

- установить закономерности влияния содержания железа в синтезированных гидрогелях на их физико-химические свойства;

- разработать методику получения магнитных аэрогелей в среде

СКИ;

- установить влияние технологических параметров синтеза и содержания железа на физико-химические свойства полученных аэрогелей;

- исследовать сорбционные свойства синтезированных образцов гидро- и аэрогелей с различным содержанием железа;

- установить влияние времени обработки гидрогелей в среде СКИ на сорбционные характеристики получаемых композиционных аэрогелей.

Методы исследования. Оценку физико-химических характеристик гидро- и аэрогелей проводили с помощью рентгенофазового и термического анализа, КР- и ИК-спектроскопии, анализа удельной поверхности и пористости методом адсорбции азота, а также методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии с энергодисперсионным элементным анализом. Для оценки сорбционной способности полученных образцов применяли спектрофотометрический метод определения концентрации молекул органических красителей в водном растворе.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1. Разработана методика декорирования слоев ОГ наночастицами гидроксидов железа с последующим химическим восстановлением ОГ аскорбиновой кислотой. Предложен механизм формирования наночастиц на слоях графена, основанный на гидролизе и оксоляции ацетата железа с последующим образованием первичной структуры геля.

2. Изучено влияние содержания железа в гидрогелях на их удельную поверхность. Определено наиболее эффективное содержание железа (~ 20% масс.) в структуре синтезированного материала. Дальнейшее увеличение количества железа существенно снижает значения удельной поверхности.

3. Разработана методика получения нанокомпозиционных графеновых аэрогелей, обладающих ферромагнитными свойствами, заключающаяся в обработке гидрогелей в среде СКИ, являющегося восстановителем гидроксида железа FeO(OH) до магнетита ^304).

4. Установлена закономерность влияния времени обработки гидрогелей в среде СКИ на удельную поверхность получаемых аэрогелей, позволившая определить эффективное время обработки (6 часов), при котором значение удельной поверхности достигает 660 - 680 м2/г.

5. Изучено влияние содержания железа в аэрогелях на их удельную поверхность и пористость. Установлено, что оптимальное содержание железа

в аэрогелях составляет 10% масс., а дальнейшее увеличение (до 35% масс.) приводит к значительному уменьшению значений удельной поверхности и объема пор синтезированных аэрогелей.

6. Выявлены закономерности влияния установленных параметров (содержания железа, времени обработки в среде СКИ) процессов получения на сорбционные характеристики гидро- и аэрогелей.

Практическая значимость.

1. Разработана принципиальная химико-технологическая схема получения ферромагнитных нанокомпозиционных аэрогелей с использованием стадии обработки в сверхкритических условиях.

3. Разработаны практические рекомендации для реализации процесса получения гидрогелей, декорированных наночастицами гидроксидов железа, и ферромагнитных аэрогелей на их основе.

4. Реализация разработанных методик позволяет достичь следующих значений сорбционной емкости полученных гидро- и аэрогелей при извлечении органических красителей из водных растворов: по метиленовому синему (МС) ~1500 и 1400 мг/г, по метиловому оранжевому (МО) ~1450 и 1300 мг/г, соответственно.

5. Результаты диссертационного исследования использованы при выполнении проектной части государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ ГК № 16.1384.2017/ПЧ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальная методика синтеза композиционных гидрогелей на основе ОГ и наночастиц гидроксидов железа. Механизм декорирования графена, основанный на гидролизе и оксоляции ацетата железа с образованием трехядерных комплексов железа, и последующим ростом наночастиц гидроксидов железа на пластинках малослойного ОГ.

2. Закономерности влияния содержания железа на структуру и физико-химические свойства синтезируемых нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей.

3. Лабораторная методика синтеза ферромагнитных аэрогелей, заключающаяся в реализации процессов получения графеновых гидрогелей, декорированных наночастицами гидроксидов железа, с последующим восстановлением наночастиц в среде СКИ до Fe3O4. Принципиальная химико-технологическая схема синтеза графеновых аэрогелей.

4. Влияние времени обработки гидрогелей в среде СКИ на структуру и физико-химические свойства получаемых графеновых аэрогелей.

5. Сорбционные свойства синтезированных гидро- и аэрогелей в процессах извлечения органических красителей (МС, МО) из водных растворов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на I и II Международной научно-практической конференции «Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение» (Тамбов, 2015 и 2017); Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы адсорбции и катализа» (Иваново, 2016, 2017); 5-ой Международной научно-практической конференции «Nanomaterials and living systems NLS-2018» (Казань, 2018); IV Всероссийском научном симпозиуме (с международным участием) «Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов» (Суздаль, 2019); 14th International Conference «Advanced Carbon NanoStructures» ACNS'2019 (Санкт-Петербург, 2019); X Научно-практической конференции «Сверхкритические флюиды: фундаментальные основы, технологии, инновации» (Ростов-на-Дону, 2019).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 43 работы, из которых 4 статьи в журналах из Перечня ведущих рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 5 статей - в зарубежных изданиях, входящих в международные реферативные базы данных и системы цитирования WoS и Scopus.

Личный вклад автора состоит в разработке методик получения гидро-и аэрогелей, реализации процессов синтеза экспериментальных образцов, интерпретации данных комплексного анализа физико-химических свойств

синтезированных образцов, исследовании сорбционных характеристик гидро-и аэрогелей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованной литературы, включающего 204 наименования. Работа изложена на 148 страницах, содержит 48 рисунков и 12 таблиц.

Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ № 16.1384.2017/ПЧ (20172019) и гранта, поддержанного Фондом содействия инновациям в рамках программы «У.М.Н.И.К.» (Договор 13627ГУ/2018 от 20.03.2019).

ГЛАВА 1 СОРБЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ. АКТУАЛЬНЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГРАФЕНОВЫХ СТРУКТУР. ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА КАК МОДИФИКАТОРЫ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ГРАФЕНОВЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СВОЙСТВ ИСХОДНЫХ ГРАФЕНОВЫХ МАТРИЦ, ВКЛЮЧАЯ СОРБЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

(ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Методы очистки водных сред. Сорбционные материалы на основе

углерода

Ежегодно во всем мире снижается качество используемых ресурсов пресной и морской воды, теряют свою экологическую функциональность все большее количество водоемов [1]. Запасы пресной воды с каждым годом значительно уменьшаются, что в первую очередь сказывается на качестве жизни и уровне смертности населения в странах, где наиболее значимо наблюдается нехватка запасов питьевой воды. На сегодняшний день основной причиной значительной степени загрязнения водных ресурсов является увеличение численности населения [2]. Статистические данные о росте численности населения Земли на 2018 год прогнозируют увеличение населения до 9 млрд человек к 2050 году. Закономерный рост спроса на водные ресурсы приведет к их значительному дефициту во всем мире. Кроме того, высокие темпы роста урбанизации, домашней, сельскохозяйственной и промышленной деятельности, несанкционированный выброс загрязненных, отравленных, токсичных сточных вод, а также множественные геологические и экологические изменения также вносят негативный вклад в качество воды во многих частях мира [3]. Следует отметить, что даже санкционированные места захоронения отходов не соответствуют обязательным санитарным

нормам. Такие свалки являются источниками большого количества вредных токсичных соединений органической природы. Структурообразующие компоненты, входящие в состав таких отходов, могут содержать пищевые добавки, мыло и моющие средства, фекальные и растительные стиролы, растворители, фармацевтические препараты, пестициды, антипирены, антибиотики, лекарства, гормоны, побочные продукты дезинфекции и др. [4]. Также, в результате негативного антропогенного воздействия появляются новые, не контролируемые и количественно нерегулируемые, опасные органические структуры, формирующиеся в результате взаимодействия вредных выбросов с окружающими природными организмами [5]. Появление новых соединений органического происхождения, рост известных видов поллютантов, их токсичность, все это приводит к большому вниманию со стороны правительственных органов разных стран, экологов и исследователей. Существующие на данный момент очистные сооружения, а также использующиеся в них методики очистки водных сред, кратко

систематизированы и представлены на рисунке 1 [6].

Методы обработки сточных вод

1 г 1 г 1 г 1 г 1 г

Механические Химические Физико-химические Физические Биохимические

- отстаивание; - фильтрация; - центрифуги- рование; - микрофильтрация; - очистка в гидроциклонах - окисление; - восстановление; - нейтрализация; - осаждение; - комплексообразо-вание - флокуляция, коагуляция; - флотация, электрофлотация; - ионообмен; - сорбция; - экстракция; - дистилляция, вымораживание; - электро-, гальванокоагуляция; - мембранный электролиз; - электролиз; - ультра- , нано фильтрация -магнитная обработка; - ультразвуковая обработка; - вибрация; - электромагнитная обработка; -ионизирующее облучение - поля фильтрации; - биологические пруды; - аэротенки; -биофильтры; -окислительные каналы

Рисунок 1 - Методы обработки сточных вод [6].

Водные системы, как правило, имеют различный качественный состав загрязнителей. В зависимости от этого, подбираются оптимальные методики или комплекс методов для очистки среды до допустимых концентрационных показателей компонентов в очищаемой среде. Следует отметить, что каждый из представленных на рисунке 1 методов очистки имеет свои конкурентные недостатки и преимущества, которые являются определяющими при конструировании систем очистки под конкретные задачи и процессы.

Механические методы очистки в основном используются в сложных системах в качестве предварительного этапа. Данный способ помогает извлекать крупнодисперсные загрязнения, с максимальной степенью извлечения, как правило, не превышающей ~60%, что не позволяет достигнуть хороших показателей качества воды [6]. Как самостоятельный метод механический применяется только при технической водоподготовке. Таким образом, основными достоинствами данного метода являются низкие затраты на аппаратурное оформление и дальнейшую эксплуатацию систем очистки, а также возможность сохранять заданные характеристики в различных условиях и средах. Для глубокой очистки водных сред применяют одновременно физические и химические методы, что позволяет существенно повысить степень очистки. Химический метод основан на очистке воды в процессе реакций, протекающих между используемыми реагентами и загрязнителями [6]. К недостаткам такого метода можно отнести необходимость подборки реагентов, которые можно эффективно использовать только для строго определенного типа поллютантов. Также в процессе протекания химических реакций возможно образование токсичных побочных продуктов. Например, при хлорировании воды, содержащей примеси органических веществ, возможно образование хлорорганических веществ более токсичных, чем исходные.

Принцип биологической очистки стоков основан на способности некоторых микроорганизмов частично или полностью улавливать загрязнения, разлагать их и перерабатывать в безвредные [7]. Данный метод

используется чаще для извлечения биологических поллютантов. Для осуществления очистки отстраивают специальные пруды и поля фильтрации. Биологическая очистка характеризуется высокими показателями - извлекается более 90% загрязнений. Большим недостатком биологического метода является сезонность использования специальных сооружений. В последнее время изучены микроорганизмы, способные перерабатывать даже такие вещества, как пластик. Поэтому биологический метод очень интересен и привлекает внимание многих исследователей [6].

Очистные сооружения, в основе работы которых заложены физические эффекты, используют, соответственно, физические методы очистки. К таким методам относят магнитную и электромагнитную обработку, ультразвуковую обработку, вибрацию, ионизирующее облучение и т.д. [7]. Для достижения высоких показателей извлечения поллютантов, на предприятиях чаще всего реализуют физико-химические методы обработки загрязненных водных сред. Использование подобных методик направлено на извлечение коллоидных и мелкодисперсных составляющих сточных вод. К достоинствам метода следует отнести высокие показатели очистки воды от загрязнений, высокую производительность способа. К недостаткам относят высокую себестоимость реализации [6].

Все вышеуказанные методы водоподготовки имеют как преимущества, так и определенные недостатки. Реализация отдельно одного из описанных выше методов является недостаточным для достижения необходимой степени очистки воды от заданного типа загрязнителей [7]. В связи с этим используют комплексные системы, кратко систематизированные в таблице 1 [6].

Таблица 1 - Комплекс методов очистки воды

Типы вредных веществ Методы очистки сточных вод

Нерастворимые в воде загрязнения -взвешенные вещества, эмульсии и суспензии образуют с водой гетерогенные кинетически неустойчивые соединения (I группа) Методы, основанные на использовании сил гравитации

Вещества коллоидной степени дисперсности ^ ~ 0,1 мкм), образующие с водой гидрофобные и гидрофильные системы (II группа) Электрофлотация + коагуляция

Флотация + коагуляция

Фильтрация

Отстаивание (седиментация)

Вещества молекулярной степени дисперсности ^<0,01 мкм). Растворимые органические соединения (III группа) Сорбция на активированном угле

Нанофильтрация

Ионные растворы (К<0,001 мкм). Растворы солей, кислот, щелочей, ионы металлов -электролиты (IV группа) Реагентный метод - перевод ионов в малорастворимые соединения

Мембранные технологии обессоливания

Физико-химические методы играют важную роль в современных системах водоподготовки в следствии широкого применения оборотных систем водоснабжения.

Обзор существующих методов водоподготовки, относящихся к извлечению различных типов загрязнителей органического происхождения [812], позволяет сделать вывод, что несмотря на существование большого количества различных подходов, не существует универсального метода, который бы использовался для очистки водных сред от органических загрязнителей в широком концентрационном диапазоне.

Большие перспективы открывает в этом направлении использование адсорбционных методов очистки водных сред [13-16]. Адсорбционный подход характеризуется высокой степенью извлечения, способностью очищать воду, содержащую различные концентрационные диапазоны поллютантов органической природы до величины предельно допустимых концентраций и ниже, а также, выделять из воды целевые продукты. Аппаратурное оформление для реализации подобных методик очистки и ведения технологического процесса простое и компактное, и может эффективно

использоваться при достаточно высоких скоростях потока очищаемой среды. При высокой степени очистки, промышленная реализация подобных сорбционных систем не являются дорогостоящей. Также, еще одно достоинство рассматриваемых методик заключается в высокой степени регенеративности сорбционного материала, используемого в процессе очистки [13].

Так как в последние годы все более остро встает вопрос о качестве потребляемой воды, актуальными являются исследования, направленные на разработку новых типов сорбционных материалов, способных извлекать поллютанты различного химического происхождения до предельно допустимых значений [14].

Высокоэффективный сорбент для извлечения органических загрязнений должен обладать высокой площадью поверхности, хорошей химической и термической стабильностью, способностью к регенерации и сохранению функциональных свойств, способностью адсорбировать широкий спектр полютантов. Некоторые типы сорбционных материалов, такие как, шерсть, солома, глина, пыль, активированный уголь, использовались в качестве адсорбентов с древних времен из-за их широкой доступности и при этом достаточно эффективной поглотительной пористой структурой [14-17]. Однако, большинство этих сорбентов характеризуются низкой селективностью, низкой сорбционной способностью и плохой возможностью повторного использования, что ограничивает их широкое применение.

В последние годы большой интерес исследователей направлен на изучение сорбционных характеристик материалов микро- и нано-структур на основе углерода. Так, например, неорганические мембраны из нанопроволок [18], углеродные нанотрубки [19] и углеродные волокна [20], привлекли значительное внимание и широко использовались, поскольку они селективно отделяют нефть и нефтепродукты от воды. Однако подобные материалы-сорбенты имеют значительные практические ограничения из-за их высокой стоимости, связанной со сложными технологиями производства.

Графен, новый двумерный наноуглерод с уникальными свойствами, затронул практически все сферы научных исследований. Разработки новых материалов на основе графена использовали в различных областях, а именно, в области аккумулирования энергии, литий-ионных батарей, солнечных батарей, восстановления окружающей среды, фотокатализа и т.д. [21-25]. Из-за своей олеофильной природы, графен используют в качестве основного адсорбента при разливах нефти [26]. В некоторых работах предлагается применение трехмерных графеновых пен и полимерных пен с графеновым покрытием в качестве адсорбентов для масел. В работе [27] были получены пористые графеновые материалы, которые продемонстрировали высокую сорбционную емкость по извлечению нефтепродуктов и органических загрязнителей. Технология получения пористых материалов на основе графена с меламином описаны в работе [28]. На основании цитированных выше работ [21-28] можно сделать вывод, что разработки, направленные на использование графен-содержащих сорбентов, являются актуальными и перспективными на сегодняшний день. Рассмотрим более подробно методы получения гидро- и аэрогелей на основе графена, а также свойства и возможные сферы применения таких материалов.

1.2 Гидро- и аэрогели на основе графена. Свойства и возможные области

применения

В настоящее время во всем мире возрастает интерес к гибридным углеродным материалам на основе графена с развитой поверхностью и пористостью. Они могут быть получены в форме гидрогелей и аэрогелей, пленок, покрытий, гранул [29-35]. Применение таких материалов достаточно разнообразное - адсорбенты для очистки газовых и жидких сред, в частности воды, от вредных органических и неорганических веществ [32], средства для биологического обеззараживания воды [33], носители биологически активных

веществ в медицине и агрокультуре [34], сенсоры [35], материалы для химических источников тока, в частности суперконденсаторов [31,33,36]. Имеется очень много публикаций по данным направлениям. В этом кратком обзоре не будем разделять гидротермальную и сверхкритическую обработку, поскольку природа протекающих химических и структурных превращений в этих условиях принципиально подобны.

Как правило, аэрогели получаются сверхкритическим высушиванием гидрогелей. Графеновые аэрогели обладают выдающимися свойствами как адсорбенты и материалы для химических источников тока [37-39].

Гидротермальные и сверхкритические методы дают возможность создавать различные углеродные и гибридные наноструктуры, которые просто невозможно синтезировать традиционными методами [29-33]. Реализация подобной технологии позволяет создавать структуры с исключительными физико-химическими свойствами. В первую очередь это высокая величина удельной поверхности и очень низкая плотность. Это, потенциально, позволяет говорить о больших перспективах использования аэрогелей в сорбционных процессах. В тоже время сверхкритические методы позволяют формировать структуры с высочайшей пористостью, и что немаловажно, с заданным распределением пор по размерам. Теоретически, это позволит значительно увеличить качество очистки газовых и жидких сред от высокомолекулярных органических соединений.

Применительно к классическим графеновым материалам, имеется много публикаций по синтезу графеновых гидрогелей и аэрогелей с очень высокой пористостью и поверхностью путем гидротермальной/сверхкритической обработки водных или органических дисперсий оксида графена (ОГ) [34-56]. В частности, Gongqing Tang, Zhi-Guo Jiang, Xiaofeng Li, Hao-Bin Zhang, и др. [36] получили трехмерный графеновый аэрогель с использованием парафенилендиамина (ПФДА) в качестве восстанавливающего и функционализирующего агента ОГ в водной среде. Технология синтеза заключалась в смешении дисперсии ОГ концентрацией 4,5 мг/мл с ПФДА и

раствором аммиака с дальнейшей термообработкой при 90°С в течение 6 часов. Полученный гидрогель промывали водой в течение двух суток от непрореагировавших компонентов, после чего переводили материал в аэрогель путем лиофильной сушки. Конечный продукт имел высокопористую структуру, низкую плотность, высокую электропроводность и хорошие механические свойства.

В статье [39] описана технология получения гибридных аэрогелей графен/полианилиновые нанопроволоки (ПАНИ-НП). Исходные дисперсии ОГ и ПАНИ-НП обрабатывали ультразвуком в течение примерно 2 часов, после чего их смешивали и опять обрабатывали ультразвуком недолгое время. Полученную суспензию переносили в автоклав и подвергали гидротермальной обработке при 180°С в течение 20 часов. Затем материал подвергали лиофильной сушке в течение 24 часов. Внесение в продукт ПАНИ-НП позволяет минимизировать агрегацию графеновых слоев, что положительно сказывается на электропроводящих свойствах аэрогеля. Кроме того, конечный материал обладает высокой удельной электрической емкостью (520 Ф/г) в конденсаторах двойного электрического слоя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нескоромная Елена Анатольевна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

I. Ali, I. Water treatment by new-generation graphene materials: hope for bright future / A. Imran, M. L. Alharbi Omar, A. Tkachev, E. Galunin, A. Burakov // Environmental Science and Pollution Research. - 2018. - 25(8). - P. 7315-7329.

2. Dyson, T. Population and food: global trends and future prospects / T. Dyson // Food Policy. - 1996. - 22(5). - p. 460-461.

3. Nemerow, N. Industrial and hazardous waste treatment / N. Nemerow, A. Dasgupta // Journal of Hazardous Materials. - 1994. - 37. - P. 375-392.

4. Petrie, B. A review on emerging contaminants in wastewaters and the environment: current knowledge, understudied areas and recommendations for future monitoring / B. Petrie, R. Barden, B. Kasprzyk-Hordern // Water Research. - 2015. -№72. - P. 3-27.

5. Andrews, W.J. Emerging contaminants at a closed and an operating landfill in Oklahoma / W.J. Andrews, J.R. Masoner, I.M. Cozzarelli // Ground Water Monitoring Remediation. - 2012. - 32(1). - P. 120-130.

6. Методы очистки сточных вод [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mediana-eco.ru/information/methods/.

7. Методы очистки сточных вод [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://enviropark.ru/course/category.php?id=9.

8. Когановский, А.М. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / А.М. Когановский, Н.А. Клименко, Т.М. Левченко и др. - М.: Химия. - 1983. - 288 с.

9. Проскуряков, В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. - Л.: Химия. - 1977. - 350 с.

10. Пааль, Л.Л. Справочник по очистке природных и сточных вод / Л.Л. Пааль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер и др. - М.: Высшая школа. - 1994. - 336 с.

II. Кирсанов, М.П. Повышение качества питьевой воды промышленных регионов на примере Кузбасса: монография / М.П. Кирсанов, Т.А. Краснова. - Кемерово: Изд-во КемТИПП. - 2009. - 204 с.

12. Краснова, Т.А. Очистка промышленных сточных вод от азотсодержащих органических соединений: монография / Т.А. Краснова, О.В. Беляева, Н.С. Голубева. - Кемерово: Изд-во КемТИПП. - 2011. - 146 с.

13. Краснова, Т.А. Использование активных углей в процессах водоподготовки и водоотведения / Т.А. Краснова, О.В. Беляева, М.П. Кирсанов // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 3. - 12 с.

14. Wang, D.W. Synthesis and dye separation performance of ferromagnetic hierarchical porous carbon / D.W. Wang, F. Li, G.Q. Lu, H.M. Cheng // Carbon. - 2008. - 46. - P. 1593-1599.

15. Radetic, M.M. Recycled wool-based nonwoven material as oil sorbent // M.M. Radetic, D.M. Jocic, P.M. Jovancic, Lj Petrovic Zoran, Helga F. Thomas. Environmental Science & Technology. - 2003. - 37(5). - P. 1008-1012.

16. Ceylan, D. Evaluation of butyl rubber as sorbent material for the removal of oil and polycyclic aromatic hydrocarbons from seawater / D. Ceylan, S. Dogu, B. Karacik, S.D. Yakan, O.S.Okay, O. Okay // Environmental Science & Technology. - 2009. - 43. - P. 3846-3852.

17. Suni, S. Use of a by-product of peat excavation cotton grass fibre as a sorbent for oil-spills / S. Suni, A.L. Kosunen, M. Hautala, A. Pasila, M.Romantschuk // Marine Pollution Bulletin. - 2004. - 49. - P. 916-921.

18. Yuan, J. Superwetting nanowire membranes for selective absorption / J. Yuan, X. Liu, O. Akbulut, J. Hu, S.L. Suib, J. Kong, F. Stellacci // Nature Nanotechnology. - 2008. - 3. - P. 332-336.

19. Wang, H. A novel carbon nanotubes reinforced superhydrophobic and superoleophilic polyurethane sponge for selective oil-water separation through a chemical fabrication / H. Wang, E. Wang, Z. Liu, D. Gao, R. Yuan, L. Sun, Y. Zhu // Journal of Materials Chemistry A. - 2015. - 3. - P. 266-273.

20. Wu, Z.-Y. Carbon nanofiber aerogels for emergent cleanup of oil spillage and chemical leakage under harsh conditions / Z.-Y. Wu, C. Li, H.-W. Liang, Y.-N. Zhang, X. Wang, J.-F. Chen, S.-H. Yu // Scientific Reports. - 2014. - 4(1). -4079.

21. Zhang, N. Waltzing with the versatile platform of graphene to synthesize composite photocatalysts / N. Zhang, M.-Q. Yang, S. Liu, Y. Sun, Y.-J. Xu // Chemical Reviews. - 2015. - 115(18). - P. 10307-10377.

22. Quan, Q. Graphene and its derivatives as versatile templates for materials synthesis and functional applications / Q. Quan, X. Lin, N. Zhang, Y.-J. Xu // Nanoscale. - 2017. - 9. - P. 2398-2416.

23. Zhang, Y. Size effect induced activity enhancement and anti-photocorrosion of reduced graphene oxide/ZnO composites for degradation of organic dyes and reduction of Cr(VI) in water / Y. Zhang, Z. Chen, S. Liu, Y.-J. Xu // Applied Catalysis B. - 2013. - 140. - P. 598-607.

24. Yang, M.-Q. Metal-free, robust, and regenerable 3D graphene-organics aerogel with high and stable photosensitization efficiency / M.-Q. Yang, N. Zhang, Y. Wang, Y.-J. Xu // Journal of Catalysis. - 2017. - 346. - P. 21-29.

25. Yang, M.-Q. Artificial photosynthesis over graphene-semiconductor composites. Are we getting better? / M.-Q. Yang, N. Zhang, M. Pagliaro, Y.-J. Xu // Chemical Society Reviews. - 2014. - 43. - P. 8240-8254.

26. Zhu, Y. Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications / Y. Zhu, S. Murali, W. Cai, X. Li, J.W. Suk, J.R. Potts, R.S. Ruoff // Advanced Materials. - 2010. - 22. - P. 3906-3924.

27. Singh, E. Superhydrophobic graphene foams / E.Singh, Z. Chen, F. Houshmand, W. Ren, Y.Peles, H.M. Cheng, N. Koratkar // Small. - 2013. - 9. - P. 75-80.

28. Nguyen, D.D. Superhydrophobic and superoleophilic properties of graphene-based sponges fabricated using a facile dip coating method / D.D. Nguyen, N.H. Tai, S.B. Lee, W.S. Kuo // Energy & Environmental Science. -2012. - 5. - P. 7908-7912.

29. Liang, L. Facile and fast polyaniline-directed synthesis of monolithic carbon cryogels from glucose / L. Liang, M. Zhou, K. Li, L. Jiang // Microporous and Mesoporous Materials. - 2018. - Vol. 265. - p. 26-34.

30. Moradi, S. Easy synthesis, characterization and cell cytotoxicity of green nano carbon dots using hydrothermal carbonization of Gum Tragacanth and chitosan bio-polymers for bioimaging / S. Moradi, K. Sadrjavadi, N. Farhadian, L. Hosseinzadeh, M. Shahlaei // Journal of Molecular Liquids. - 2018. - Vol. 259. - P. 284-290.

31. Wang, S. Egg yolk-derived carbon: Achieving excellent fluorescent carbon dots and high performance lithium-ion batteries / S. Wang, H. Wang, R. Zhang, L. Zhao, X. Wu, H. Xie, J. Zhang, H. Sun // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 746. - P. 567-575.

32. Han, B. Hydrothermal carbon superstructures enriched with carboxyl groups for highly efficient uranium removal / B. Han, E. Zhang, G. Cheng, L. Zhang, D. Wang, X. Wang. // Chemical Engineering Journal. - 2018. - Vol. 338. - P. 734744.

33. Guilminot, E. New nanostructured carbons based on porous cellulose: Elaboration, pyrolysis and use as platinum nanoparticles substrate for oxygen reduction electrocatalysis / E. Guilminot, R. Gavillon, M. Chatenet, S. Berthon-Fabry, A. Rigacci, T. Budtova // Journal of Power Sources. - 2008. - Vol. 185. - № 2. - P. 717726.

34. United States Patent Application 20100144904. Jian Wang, Mark W. Ellsworth. Graphene and graphene oxide aerogels. Published June 10, 2010.

35. Van Hoa, N. Three-dimensional reduced graphene oxide-grafted polyaniline aerogel as an active material for high performance supercapacitors / N. Van Hoa, T. T. H. Quyen, N. Van Hieu, T. Q. Ngoc, P. V.Thinh, P. A. Dat, H. T. T. Nguyen // Synthetic Metals. - 2017. - Vol. 223. - P. 192-198.

36. Tang, G. Three dimensional graphene aerogels and their electrically conductive composites / G. Tang, Z.-G. Jiang, X. Li, H.-B. Zhang, A. Dasari, Z.-Z. Yu. // Carbon. - 2014. - Vol. 77. - P. 592-599.

37. Lee, Y. J. Supercapacitive electrochemical performance of graphene-containing carbon aerogel prepared using polyethyleneimine-modified graphene oxide

/ Y. J. Lee, H. W. Park, G.-P. Kim, J. Yi, I. K. Song. // Current Applied Physics. -2013. - Vol. 13. - № 5. - P. 945-949.

38. Ji, C.-C. Self-assembly of three-dimensional interconnected graphene-based aerogels and its application in supercapacitors / C.-C. Ji, M.-W. Xu, S.-J. Bao, C.-J. Cai, Z.-J. Lu, H. Chai, F. Yang, H. Wei. // Journal of Colloid and Interface Science. - 2013. - Vol. 407. - P. 416-424.

39. Yang, F. Self-assembled hierarchical graphene/polyaniline hybrid aerogels for electrochemical capacitive energy storage / F. Yang, M. Xu, S.-J. Bao, H. Wei, H. Chai // Electrochimica Acta. - 2014. - Vol. 137. - P. 381-387.

40. Xu, Y. Self-Assembled Graphene Hydrogel via a One-Step Hydrothermal Process / Y. Xu, K. Sheng, C. Li, G. Shi // ACS Nano. - Vol. 4. - No. 7. - P. 4324-4330.

41. Li, F. Regulating pore structure of carbon aerogels by graphene oxide as 'shape-directing' agent / F. Li, L. Xie, G. Sun, Q. Kong, F. Su, H. Lei, X. Guo, B. Zhang, C. Chen // Microporous and Mesoporous Materials. - 2017. - Vol. 240. - P. 145-148.

42. Zapata-Benabithe, Z. Preparation, surface characteristics, and electrochemical double-layer capacitance of KOH-activated carbon aerogels and their O- and N-doped derivatives / Z. Zapata-Benabithe, F. Carrasco-Marín, C. Moreno-Castilla // Journal of Power Sources. - 2012. - Vol. 219. - P. 80-88.

43. Ma, T. Porous graphene gels: Preparation and its electrochemical properties / T. Ma, P. R. Chang, P. Zheng, F. Zhao, X. Ma // Materials Chemistry and Physics. - 2014. - Vol. 146. - № 3. - P. 446-451.

44. Li, H. Organic solvents-enabled hydrothermal preparation of graphene hydrogels / H. Li, B. Zhang, C. Lu // Materials Letters. - 2014. - Vol. 129. - P. 24-27.

45. Banda, H. One-step synthesis of highly reduced graphene hydrogels for high power supercapacitor applications / H. Banda, D. Aradilla, A. Benayad, Y. Chenavier, B. Daffos, L. Dubois, F. Duclairoir // Journal of Power Sources. - 2017. -Vol. 360. - P. 538-547.

46. Zhao, Z. One-pot synthesis of lightweight nitrogen-doped graphene hydrogels with supercapacitive properties / Z. Zhao, T. Mei, Y. Chen, J. Qiu, D. Xu, J. Wang, J. Li, X. Wang // Materials Research Bulletin. - 2015. - Vol. 68. - P. 245-253.

47. Liu, Z. Nitrogen-doped 3D reduced graphene oxide/polyaniline composite as active material for supercapacitor electrodes / Z. Liu, D. Li, Z. Li, Z. Liu, Z. Zhang // Applied Surface Science. - 2017. - Vol. 422. - P. 339-347.

48. Wang, J. Nanocellulose-assisted low-temperature synthesis and supercapacitor performance of reduced graphene oxide aerogels / J. Wang, R. Ran, J. Sunarso, C. Yin, H. Zou, Y. Feng, X. Li, X. Zheng, J. Yao // Journal of Power Sources. - 2017. - Vol. 347. - P. 259-269.

49. Oyedotun, K.O. Investigation of graphene oxide nanogel and carbon nanorods as electrode for electrochemical supercapacitor / K.O. Oyedotun, M.J. Madito, A. Bello, D.Y. Momodu, A.A. Mirghni, N. Manyala // Electrochimica Acta. -2017. - Vol. 245. - P. 268-278.

50. Chen, P. Hydrothermal synthesis of macroscopic nitrogen-doped graphene hydrogels for ultrafast supercapacitor / P. Chen, J.-J. Yang, S.-S. Li, Z. Wang, T.-Y. Xiao, Y.-H. Qian, S.-H. Yu // Nano Energy. - 2013. - Vol. 2. - № 2. - P. 249256.

51. Liu, C. High-performance supercapacitors based on the reduced graphene oxide hydrogels modified by trace amounts of benzenediols / C. Liu, G. Han, Y. Chang, Y. Xiao, H. Zhou, G. Shi // Chemical Engineering Journal. - 2017. - Vol. 328. - P. 25-34.

52. Sheng, K. High-performance self-assembled graphene hydrogels prepared by chemical reduction of graphene oxide / K. Sheng, Y. Xu, C. Li, G. Shi // New Carbon Materials. - 2011. - Vol. 26. - № 1. - P. 9-15.

53. Gao, H. High-Performance Asymmetric Supercapacitor Based on Graphene Hydrogel and Nanostructured MnO2 / H. Gao, F. Xiao, C. B. Ching, H. Duan // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2012. - Vol. 4 (5). - P. 2801-2810.

54. Lin, T.-W. Shen. High-performance asymmetric supercapacitor based on Co9S8/3D graphene composite and graphene hydrogel / T.-W. Lin, C.-S. Dai, T.-T.

Tasi, S.-W. Chou, J.-Y. Lin, H.-H. Shen // Chemical Engineering Journal. - 2015. -Vol. 279. - P. 241-249.

55. Compton, O. C. Additive-free hydrogelation of graphene oxide by ultrasonication / O.C. Compton, Z. An, K.W. Putz, B.J. Hong, B.G. Hauser, L. Catherine Brinson, S.T. Nguyen // Carbon. - 2012. - Vol. 50. - P. 3399 - 3406.

56. Sui, Z. Easy and green synthesis of reduced graphite oxide-based hydrogels / Z. Sui, X. Zhang, Y. Lei, Y. Luo // Carbon. - 2011. - Vol. 49. - № 13. -P. 4314-4321.

57. Wang, J. Facile synthesis of N-doped 3D graphene aerogel and its excellent performance in catalytic degradation of antibiotic contaminants in water / X. Duan, Q. Dong, F. Meng, X. Tan, S. Liu, S. Wang // Carbon. - 2019. - Vol. 144. - P. 781-790.

58. Tang, L. Bottom-up synthesis of large-scale graphene oxide nanosheets / L. Tang, X. Li, R. Ji, K. S. Teng, G. Tai, J. Ye, C. Wei, S. P. Lau // Journal of Materials Chemistry. - 2012. - Vol. 22. - P. 5676-5683.

59. Xie, P. Carbon aerogels towards new candidates for double negative metamaterials of low density / P. Xie, W. Sun, Y. Liu, A. Du, Z. Zhang, G. Wu, R. Fan // Carbon. - 2018. - Vol. 129. - P. 598-606.

60. Feng, Y.N. Effects of further adding of catalysts on nanostructures of carbon aerogels / Y.N. Feng, L. Miao, M. Tanemura, S. Tanemura, K. Suzuki // Materials Science and Engineering: B. - 2008. - Vol. 148. - № 1-3. - P. 273-276.

61. Wu, P. Preparation of carbon aerogels at room temperature using acetonitrile as solvent / P. Wu, B. Zhou, A. Du, Z. Zhang, G. Wu, J. Shen // Carbon. -2013. - Vol. 55. - P. 377.

62. Cotet, L.C. Synthesis and structural characteristics of carbon aerogels with a high content of Fe, Co, Ni, Cu and Pd / L.C. Cotet, M. Gich, A. Roig, I.C. Popescu, V. Cosoveanu, E. Molins, V. Danciu // Journal of Non-Crystalline Solids. -2006. - Vol. 352. - № 26-27. - P. 2772-2777.

63. Wu, D. The preparation of carbon aerogels based upon the gelation of resorcinol-furfural in isopropanol with organic base catalyst / D. Wu, R. Fu, S. Zhang,

M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2004. - Vol. 336. - № 1ro - P. 26-31.

64. Chen, K. Synthesis of resorcinol-formaldehyde/silica composite aerogels and their low-temperature conversion to mesoporous silicon carbide / K. Chen, Z. Bao, A. Du, X. Zhu, G. Wu, J. Shen, B. Zhou // Microporous and Mesoporous Materials. - 2012. - Vol. 149. - № 1. - P. 16-24.

65. Chaichanawong, J. Preparation of carbon aerogel microspheres by a simple-injection emulsification method / J. Chaichanawong, K. Kongcharoen, S. Areerat. // Advanced Powder Technology. - 2013. - Vol. 24. - № 5. - P. 891-896.

66. Horikawa, T. Controllability of pore characteristics of resorcinol-formaldehyde carbon aerogel / T. Horikawa, J. Hayashi, K. Muroyama // Carbon. -2004. - Vol. 42. - № 8-9. - P. 1625-1633.

67. Baumann, T. F. Template-directed synthesis of periodic macroporous organic and carbon aerogels / T. F. Baumann, J. H. Satcher // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2004. - Vol. 350. - P. 120-125.

68. Xu, F. Fabrication of novel powdery carbon aerogels with high surface areas for superior energy storage / F. Xu, J. Xu, H. Xu, Y. Lu, H. Yang, Z. Tang, Z. Lu, R. Fu, D. Wu // Energy Storage Materials. - 2017. - Vol. 7. - P. 8-16.

69. Byrappa, K. Nanoparticles synthesis using supercritical fluid technology - towards biomedical applications / K. Byrappa, S. Ohara, T. Adschiri // Advanced Drug Delivery Reviews. - 2008. - № 60. - P. 299-327.

70. Byrappa, K. Hydrothermal technology for nanotechnology / K. Byrappa, T. Adschiri // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. - 2007. - Vol. 53 (2). - P. 117-166.

71. Zhang, J. Process characteristics for microwave assisted hydrothermal carbonization of cellulose / J. Zhang, Y. An, A. Borrion, W. He, N. Wang, Y. Chen, G. Li // Bioresource Technology. - 2018. - Vol. 259. - P. 91-98.

72. Yang, Y.-T. Alcohothermal carbonization of biomass to prepare novel solid catalysts for oleic acid esterification / Y.-T. Yang, X.-X. Yang, Y.-T. Wang, J. Luo, F. Zhang, W.-J. Yang, J.-H. Chen // Fuel. - 2018. - Vol. 219. - P. 166-175.

73. Reza, M. T. Behavior of Stable Carbon and Stable Nitrogen Isotopes during Hydrothermal Carbonization of biomass / M. T. Reza, S. R. Poulson, S. Román, C. J. Coronella // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. - 2018. - Vol. 131. - P. 85-92.

74. Jian, X. Comparison of characterization and adsorption of biochars produced from hydrothermal carbonization and pyrolysis / X. Jian, X. Zhuang, B. Li, X. Xu, Z. Wei, Y. Song, E. Jiang // Environmental Technology & Innovation. - 2018. - Vol. 10. - P. 27-35.

75. Wang, H. Simulation on the Effect of Supercritical Carbon on Cu Ions Leaching Behavior in Cement Solidification Body / H. Wang, H. Wu, X. Zha, Q. Xu // Procedia Environmental Sciences. - 2016. - Vol. 31. - P. 491-496.

76. Inagaki, M. Chapter 4: Carbonization Under Pressure. Book chapter / M. Inagaki, F. Kang, M. Toyoda, H. Konno // Advanced Materials Science and Engineering of Carbon. - 2014. - P. 67-85.

77. Pinkowska, H. Hydrothermal decomposition of alkali lignin in sub- and supercritical water / H. Pinkowska, P. Wolak, A. Zlocinska // Chemical Engineering Journal. - 2012. - Vol. 187. - P. 410-414.

78. Xin, H. Coupling Mo2C@C core-shell nanocrystals on 3D graphene hybrid aerogel for high-performance lithium ion battery / H. Xin, Y. Hai, D. Li, Z. Qiu, Y. Lin, B. Yang, H. Fan, C. Zhu // Applied Surface Science. - 2018. - Vol. 441. - P. 69-76.

79. Zhou, M. Synthesis of carbonized-cellulose nanowhisker/ FeS2@reduced graphene oxide composite for highly efficient counter electrodes in dye-sensitized solar cells / M. Zhou, J. He, L. Wang, S. Zhao, Q. Wang, S. Cui, X. Qin, R. Wang // Solar Energy. - 2018. - Vol. 166. - P. 71-79.

80. Zhang, W. Activated nitrogen-doped porous carbon ensemble on montmorillonite for high-performance supercapacitors / W. Zhang, Z. Ren, Z. Ying, X. Liu, H. Wan // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 743. - P. 44-51.

81. Mu, C. Facile-synthesized carbonaceous photonic crystals/magnetic particle nanohybrids with heterostructure as an excellent microwave absorber / C. Mu,

J. Song, B. Wang, F. Wen, C. Zhang, C. Wang, Z. Liu, J. Xiang // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 741. - P. 814-820.

82. Alivisatos, A.P. Electrons in artificial atoms / A.P. Alivisatos // Nature. - 1996. - Vol. 379. - P. 413-419.

83. Sohn, B.H. Magnetic properties of iron oxide nanoclusters within microdomains of block copolymers / R.E. Cohen, G.C. Papaefthymiou // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1998. - Vol. 182. - № 1-2. - P. 216-224.

84. Park, H. Electrodeposition of maghemite (y-Fe2O3) nanoparticles / H. Park, P. Ayala, M. A. Deshusses, A. Mulchandani, H. Choi, N. V. Myung // Chemical Engineering Journal. - 2008. - Vol. 139. - № 1ю - P. 208-212.

85. Miller, M.M. Detection of a micron-sized magnetic sphere using a ring-shaped anisotropic magnetoresistance-based sensor: A model for a magnetoresistance-based biosensor / M.M. Miller, G.A. Prinz, S.F. Cheng, S. Bounnak // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol 81. - P. 2211-2213.

86. Sun, S. Monodisperse FePt Nanoparticles and Ferromagnetic FePt Nanocrystal Superlattices / S. Sun, C.B. Murray, D. Weller, L. Folks, A. Moser // Science. - 2000. - Vol. 287. - № 5460. - P. 1989-1992.

87. Hu, J. Selective Removal of Heavy Metals from Industrial Wastewater Using Maghemite Nanoparticle: Performance and Mechanisms / J. Hu, G. Chen, I. M. C. Lo // Journal of Environmental Engineering. - 2006. - Vol. 132. - № 7. - P. 709715.

88. Куликова, М.В. ^нтез и оптические свойства наночастиц оксида железа для фотодинамической терапии / М.В. Куликова., В.И. Кочубей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - T. 14. - №4. - С. 206 - 209.

89. Лубенцова К.И. Получение и исследование физико-химических свойств композитных сорбентов на основе полистирольных матриц с нанодисперсными оксидами железа: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.06 / Лубенцова Ксения Игоревна: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук. - Москва, 2016. - 145 с.

90. Tsodikov, M.V. Structure and size effects in catalysis by immobilized nanoclusters of iron oxides / M.V. Tsodikov, T.N. Rostovshchikova, V.V. Smirnov, O.I. Kiseleva, Y.V. Maksimov, I.P. Suzdalev, V.N. Ikorskii // Catalysis Today. - 2005.

- Vol. 105. - № 3-4. - P. 634-640.

91. Zheng, Y.H. Quasicubic a-Fe2O3 Nanoparticles with Excellent Catalytic Performance / Y.H. Zheng, Y. Cheng, Y.S. Wang, F. Bao, L.H. Zhou, X.F. Wei, Y.Y. Zhang, Q. Zheng // Journal of Physical Chemistry B. - 2006. - Vol. 110. -P. 3093-3097.

92. Zhong, L.S. Self-Assembled 3D Flowerlike Iron Oxide Nanostructures and Their Application in Water Treatment / L.S. Zhong, J.S. Hu, H.P. Liang, A.M. Cao, W.G. Song, L.J. Wan // Advanced Materials. - 2006. - Vol.18. - №° 18. - P. 24262431.

93. Yang, Y. Morphology-Controlled Synthesis of Hematite Nanocrystals and Their Facet Effects on Gas-Sensing Properties / Y. Yang, H.X. Ma, J. Zhuang, X. Wang // Inorganic Chemistry. - 2011. - Vol. 50(20). - P. 10143-10151.

94. Chen, J. a-Fe2O3 Nanotubes in Gas Sensor and Lithium-Ion Battery Applications / J. Chen, L.N. Xu, W.Y. Li, X.L. Gou // Advanced Materials. - 2005. -Vol. 17. - № 5. - P. 582-586.

95. Gupta, A.K. Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications / A.K. Gupta, M. Gupta // Biomaterials. -2005. - Vol. 26. - P. 3995-4021.

96. Bronstein, L.M. Influence of Iron Oleate Complex Structure on Iron Oxide Nanoparticle Formation / L.M. Bronstein, X.L. Huang, J. Retrum, A. Schmucker, M. Pink, B.D. Stein, B. Dragnea // Chemistry of Materials. - 2007. - Vol. 19. - № 15. - P. 3624-3632.

97. Lv, B.L. Single-Crystalline Dodecahedral and Octodecahedral a-Fe2O3 Particles Synthesized by a Fluoride Anion-Assisted Hydrothermal Method / B.L. Lv, Z.Y. Liu, H. Tian, Y. Xu, D. Wu, Y.H. Sun // Advanced Functional Materials.

- 2010. - Vol. 20. - № 22. - P. 3987-3996.

98. Yang, Y. Morphology-Controlled Synthesis of Hematite Nanocrystals and Their Facet Effects on Gas-Sensing Properties / Y. Yang, H.X. Ma, J. Zhuang, X. Wang // Inorganic Chemistry. - 2011. - Vol. 50. - 20. - P. 10143-10151.

99. Herrera, F. Catalytic combustion of Orange II on hematite: Surface species responsible for the dye degradation / F. Herrera, A. Lopez, G. Mascolo, E. Albers, J. Kiwi // Applied Catalysis B. - 2001. - Vol. 29. - № 2. - P. 147-162.

100. Frandsen, C. Aggregation-induced growth and transformation of P-FeOOH nanorods to micron-sized a-Fe2O3 spindles / C. Frandsen, B.A. Legg, L.R. Comolli, H.Z. Zhang, B. Gilbert, E. Johoson, J.F. Banfield // CrystEngComm. - 2014.

- Vol. 16. - № 18. - P. 1451-1458.

101. Wen, X.G. Controlled Growth of Large-Area, Uniform, Vertically Aligned Arrays of a-Fe2O3 Nanobelts and Nanowires / X.G. Wen, S.H. Wang, Y. Ding, Z.L. Wang, S.H. Yang // Journal of Physical Chemistry B. - 2005. - Vol. 109. - № 1.

- P. 215-220.

102. Woo, K. Sol-Gel Mediated Synthesis of Fe2O3 Nanorods / K. Woo, H.J. Lee, J.P. Ahn, Y.S. Park // Advanced of Materials. - 2003. - Vol. 15. - № 20. -P. 1761-1764.

103. Mao, A.M. Controlled Synthesis of Vertically Aligned Hematite on Conducting Substrate for Photoelectrochemical Cells: Nanorods versus Nanotubes / A.M. Mao, K. Shin, J.K. Kim, D.H. Wang, G.Y. Han, J.H. Park // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2011. - Vol. 3. - № 6. - P. 1852-1858.

104. Zhong, L.S. Self-Assembled 3D Flowerlike Iron Oxide Nanostructures and Their Application in Water Treatment / L.S. Zhong, J.S. Hu, H.P. Liang, A.M. Cao, W.G. Song, L.J. Wan // Advanced of Materials. - 2006. - Vol. 18. - № 18. - P. 2426-2431.

105. Srivastava, S. Integrated magnetic bionanocomposites through nanoparticle-mediated assembly of ferritin / S. Srivastava, B. Samanta, B. J. Jordan, R. Hong, Q. Xiao, M. T. Tuominen, V.M. Rotello // Journal of the American Chemical Society. - 2007. - Vol. 129 (38). - P. 11776-11780.

106. Xu, J. Preparation and magnetic properties of magnetite nanoparticles by sol-gel method / J. Xu, H. Yang, W. Fu, K. Du, Y. Sui, J. Chen, Y. Zeng, M. Li, G. Zou // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2007. - Vol. 309. P. 307.

107. Cabrera, L. Magnetite nanoparticles: electrochemical synthesis and characterization / L. Cabrera, S. Gutierrez, N. Menendez, M. P. Morales, P. Herrasti // Electrochimica Acta. - 2008. - Vol. 53. - № 8. - P. 3436-3441.

108. Venkatesan, M. Enhanced magnetoresistance in nanocrystalline magnetite / M. Venkatesan, S. Nawka, S. Pillai, D. Coey // Journal of Applied Physics.

- 2003. - Vol. 93. - 8023.

109. Chaki, S. H. Deshpande. Magnetite Fe3O4 nanoparticles synthesis by wet chemical reduction and their characterization / S. H. Chaki, T. J. Malek, M. D. Chaudhary, J. P. Tailor, M. P. Deshpande // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. - 2015. - Vol. 6. - №3. - 035009.

110. Fahlepy, M. R. Characterization of magnetite (Fe3O4) minerals from natural iron sand of Bonto Kanang Village Takalar for ink powder (toner) application / M. R. Fahlepy, V. A. Tiwow, Subaer // Journal of Physics: Conference Series. - 2018.

- Vol. 997. - 012036.

111. Xu, G. Self-assembly and formation mechanism of single-crystal SrTiO3 nanosheets via solvothermal route with ethylene glycol as reaction medium / G. Xu, X.Q. Huang, Y.F. Zhang, S.Q. Deng, X. Wei, G. Shen, G.R. Han // CrystEngComm. - 2013. - Vol. 15. - № 36. - P. 7206-7211.

112. Zheng, Y.H. Quasicubic a-Fe2O3 Nanoparticles with Excellent Catalytic Performance / Y.H. Zheng, Y. Cheng, Y. S. Wang, F. Bao, L. H. Zhou, X. F. Wei, Y.Y. Zhang, Q. Zheng // Journal of Physical Chemistry B. - 2006. - Vol. 110. -№ 1. - P. 3093-3097.

113. Jia, B.P. Synthesis of Single Crystalline Hematite Polyhedral Nanorods Via a Facile Hydrothermal Process / B.P. Jia, L. Gao, J. Sun // Journal of the American Ceramic Society. - 2007. - Vol. 90. - № 4. - P. 1315-1318.

114. Xu, G. Magnetite Fe3O4 nanoparticles and hematite a-Fe2O3 uniform oblique hexagonal microdisks, drum-like particles and spindles and their magnetic

properties / G. Xu, L. Li, Z. Shen, Z. Tao, Y. Zhang, H. Tian, X. Wei, G. Shen, G. Han // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 629. - P. 36-42.

115. Ding, M. XPS studies on the electronic structure of bonding between solid and solutes: Adsorption of arsenate, chromate, phosphate, Pb2+, and Zn2+ ions on amorphous black ferric oxyhydroxide / M. Ding, B.H.W.S. Jong, S.J. Rooscndaal, A. Vredenberg // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 2000. - Vol. 64 (7). - P. 12091219.

116. Morgan, J. J. Surface complexation modeling. Hydrous ferric oxide / J. J. Morgan / Journal of Colloid and Interface Science. - 1990. - Vol. 141(2). - P. 595596.

117. Jambor, J.L. Occurrence and constitution of natural and synthetic ferrihydrite, a widespread iron oxyhydroxide / J.L. Jambor, J.E. Dutrizac // Chemical Reviews. - 1998. - Vol. 98. - P. 2549-2585.

118. Burstein, G. T. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrence and uses / G. T. Burstein // Corrosion Science. - 1997. - Vol. 39(8). - P. 703.

119. Li, Y. Facile synthesis of Fe3O4 nanoparticles decorated on 3D graphene aerogels as broad-spectrum sorbents for water treatment / Y. Li, R. Zhang, X. Tian, C. Yang, Z. Zhou // Applied Surface Science. - 2016. - Vol. 369. - P. 11-18.

120. Long, Z. Hydrothermal synthesis of graphene oxide/multiwalled carbon nanotube/Fe 3 O 4 ternary nanocomposite for removal of Cu (II) and methylene blue / Z. Long, Y. Zhan, F. Li, X. Wan, Y. He, C. Hou, H. Hu // Journal of Nanoparticle Research. - 2017. - Vol. 19(9) https://doi.org/10.1007/s11051-017-4014-4

121. Rosaiah, P. Synthesis of iron oxide embedded reduced graphene oxide composites with enhanced electrochemical performance as Li-ion battery anodes / P. Rosaiah, J. Zhu, L. Zhang, O.M. Hussain, Y. Qiu // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 2018. - P. 29 https://doi.org/10.1016/uelechem.2018.12.048

122. Othman, N. H. Adsorption kinetics of methylene blue dyes onto magnetic graphene oxide / N. H. Othman, N. H. Alias, M. Z. Shahruddin, N. F. A.

Bakar, N. R. N. Him, W. J. Lau // Journal of Environmental Chemical Engineering. -2018. - Vol. 6(2). - P. 2803-2811.

123. Denison, M. I. J. Preparation, characterization and application of antibodyconjugated mag / M.I.J. Denison, S. Raman, N. Duraisamy, R.M. Thangavelu, S.U.M. Riyaz, D. Gunasekaran, K. Krishnan // RSC Advances. - 2015. - Vol. 5(121).

124. EL-Sharkaway, E. A. Removal of methylene blue from aqueous solutions using polyaniline/graphene oxide or polyaniline/reduced graphene oxide composites / E. A. EL-Sharkaway, M. R. Kamel, I. M. EL-Sherbiny, S. S. Gharib // Environmental Technology. - 2019. - P. 1 -35.

125. Liu, J. Preparation of water-soluble P-cyclodextrin/poly(acrylic acid)/graphene oxide nanocomposites as new adsorbents to remove cationic dyes from aqueous solutions / J. Liu, G. Liu, W. Liu // Chemical Engineering Journal. - 2014. -Vol. 257. - P. 299-308.

126. Deng, J.-H. Simultaneous removal of Cd(II) and ionic dyes from aqueous solution using magnetic graphene oxide nanocomposite as an adsorbent / J.-H. Deng, X.-R. Zhang, G.-M. Zeng, J.-L. Gong, Q.-Y. Niu, J. Liang // Chemical Engineering Journal. - 2013. - Vol. 226. - P. 189-200.

127. Bian, X. A facile one-pot hydrothermal method to produce SnS2/reduced graphene oxide with flake-on-sheet structures and their application in the removal of dyes from aqueous solution / X. Bian, X. Lu, Y. Xue, C. Zhang, L. Kong, C. Wang // Journal of Colloid and Interface Science. - 2013. - Vol. 406. - P. 37-43.

128. Liu, T. Adsorption of methylene blue from aqueous solution by graphene / T. Liu, Y. Li, Q. Du, J. Sun, Y. Jiao, G. Yang. D. Wu et. all // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2012, - Vol. 90. - P. 197-203.

129. Ramesha, G. K., Vijaya Kumara, A., Muralidhara, H. B., & Sampath, S. (2011). Graphene and graphene oxide as effective adsorbents toward anionic and cationic dyes / G. K. Ramesha, V. A. Kumara, H. B. Muralidhara, S. Sampath // Journal of Colloid and Interface Science. - 2011. - Vol. 361(1). - P. 270-277.

130. Bourlinos, A.B. Magnetic modification of the external surfaces in the MCM-41 porous silica: synthesis, characterization, and functionalization / A.B.

Bourlinos, A. Simopoulos, N. Boukos, D. Petridis // The Journal of Physical Chemistry B. - 2001. - Vol. 105. - № 31. - P. 7432-7437.

131. Brodie, B.C. On the atomic weight of graphite / B. Brodie // Philosophical Transactions of the Royal Society A. - 1859. - V. 149. - P.249-259.

132. Staudenmaier, L. Verfahren zur Darstellung der Graphitsaure / L. Staudenmaier // Ber Dtsch chem Ges. - 1898. V. 31. - P.1481-1487.

133. Hummers, W. S. Preparation of Graphitic Oxide / W. S. Hummers, R. E. Offeman // Journal of the American Chemical Society. - 1958. - V. 80. - P.1339-1339.

134. Баннов, А.Г. Синтез и изучение свойств оксида графита и терморасширенного графита / А.Г. Баннов, А.А. Тимофеева, В.В. Шинкарев, К. Д. Дюкова, А.В. Ухина, Е.А. Максимовский, С.И. Юсин // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2014. - Т. 50. - № 2. - С. 166.

135. De Mendonfa, J. P. A. The role of sulfate in the chemical synthesis of graphene oxide / J. P. A. De Mendonfa, A. H. Lima, J. C. Roldao, J. da S. Martins, G. M. A. Junqueira, W. G. Quirino, F. Sato // Materials Chemistry and Physics. - 2018. -Vol. 215. - P. 203-210.

136. Shamaila, S. Modifications in development of graphene oxide synthetic routes / S. Shamaila, A.K.L. Sajjad, I. Anum // Chemical Engineering Journal. - 2016. - Vol. 294. - P. 458-477.

137. Hydrolab [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www. hydrolab. com.

138. Лабораторное оборудование и приборы Daihan [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.daihan-ltd.ru

139. Главная - ООО "НПП" Нира" - производство безмасляных, мембранных вакуумных насосов и компрессоров [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //www.nira.ru.

140. Лабораторное оборудование ULABRUS [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://m.ulabrus.ru 15.03.2019.

141. Охаус [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ohaus-cis.ru .

142. Hanna Instruments [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //www. hannarus. ru

143. BioSan Medical - Biological Research & Technologies [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //biosan. lv/ru/

144. Hamilton Company [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.hamiltoncompany. com

145. Вилитек: Оборудование для исследований и производства [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://vilitek.ru

146. Экросхим [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ecohim.ru 15.03.2019.

147. High Pressure Autoclave, Reactor, Catalyst Filter [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.nanomagtech.com

148. SNOL [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://snol.com

149. Васильев, Е. К. Качественный рентгенофазовый анализ / Е. К. Васильев, М. С. Нахмансон. - Новосибирск : Наука, 1986. - 200 с.

150. Жмуркин, С. Ю. Методика расчета размеров областей когерентного рассеяния в материалах с сильной деформацией кристаллической решетки / С. Ю. Жмуркин, И. А. Аверин, И. А. Пронин, А. А. Карманов // Вестник Пензенского государственного университета. - 2017. - № 3 (17). - С. 55-60.

151. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков и др. - Москва: "Металлургия". -1982 г. - 632 с.

152. Вишняков, Я.Д. Современные методы исследования структуры деформированных кристаллов / Я.Д. Вишняков. - Москва: Металлургиздат. -1975 г. - 479 с.

153. ГОСТ 4453-74 Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный. Технические условия (с Изменениями N 1-5). Введ. 01-011976. М.: Издательство стандартов, 1993.

154. Gomez-Navarro, C. Electronic Transport Properties of Individual Chemically Reduced Graphene Oxide Sheets / C. Gomez-Navarro, R.T. Weitz, A. M. Bittner, M. Scolari, A. Mews, M. Burghard, K. Kern // Nano Letters. - 2007. - Vol. 7. - № 11. - P. 3499-3503.

155. Stankovich, S. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide / S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff // Carbon. -2007. - Vol. 45. - P. 1558-1565.

156. Shin, H.-J. Efficient Reduction of Graphite Oxide by Sodium Borohydride and Its Effect on Electrical Conductance / H.-J. Shin, K. K. Sim, A. Benayad, S.-M. Yoon, H.K. Park, I.-S. Jung, M.H. Jin, H.-K. Jeong, J.M. Kim, J.-Y. Choi, Y.H. Lee // Advanced Functional Materials. - 2009. - Vol. 19. - P. 1987-1992.

157. Gilje, S. Photothermal deoxygenation of graphene oxide for patterning and distributed ignition applications / S. Gilje, S. Dubin, A. Badakhshan, J. Farrar, S.A. Danczyk, R.B. Kaner // Advanced Materials. - 2010. - Vol. 22. - P. 419-423.

158. Becerril, H. A. Evaluation of Solution-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors / H. A. Becerril, J. Mao, Z. Liu, R.M. Stoltenberg, Z. Bao, Y. Chen // ACS Nano. - 2008. - Vol. 2. - № 3. - P. 463-470.

159. Wang, X. Transparent, conductive graphene electrodes for dye-sensitized solar cells / X. Wang, L. Zhi, K. Mullen // Nano Lett. - 2008. - Vol. 8. -№1. - P. 323-327.

160. Мырзабекова, М.М. Восстановление оксида графена в результате электронного облучения / М.М. Мырзабекова, Р.Р. Немкаева, Н.Р. Гусейнов, М.Т. Габдуллин // Взаимодействие излучений с твердым телом (ВИТТ-2017). Матер. 12-й Междунар. конф. - 2017. - P. 241-243.

161. Stankovich, S. Stable aqueous dispersions of graphitic nanoplatelets via the reduction of exfoliated graphite oxide in the presence of poly(sodium 4-styrenesulfonate) / S. Stankovich, R. D. Piner, X. Chen, N. Wu, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff // Journal of Materials Chemistry A. - 2006.- Vol. 16. - P. 155—158.

162. Lomeda, J. R. Diazonium functionalization of surfactant-wrapped chemically converted graphene sheets / J. R. Lomeda, C. D. Doyle, D. V. Kosynkin, W.-F. Hwang, J. M. Tour // Journal of the American Chemical Society. - 2008. - Vol. 130. - P. 16201.

163. Грайфер, Е. Д. Графен: химические подходы к синтезу и модифицированию / Е. Д. Грайфер, В. Г. Макотченко, А. С. Назаров, С.-Дж. Ким, В. Е. Федотов // Успехи химии. - 2011. - T. 80. - № 8. - C. 784—804.

164. Muthoosamy, K. Exceedingly biocompatible and thin-layered reduced graphene oxide nanosheets using an eco-friendly mushroom extract strategy / K. Muthoosamy, R. Geetha Bai, I.B. Abubakar, S.M. Sudheer, H.N. Lim, H.S. Loh, N.M. Huang, C.H. Chia, S. Manickam // International Journal of Nanomedicine. - 2015. -Vol. 10. - P. 1505-1519.

165. Thakur, S. Green reduction of graphene oxide by aqueous phytoextracts / S. Thakur, N. Karak // Carbon. - 2012. - Vol. 50. - P. 5331-5339.

166. Zhang, J. Reduction of graphene oxide via L-ascorbic acid / J. Zhang, H. Yang, G. Shen, P. Cheng, J. Zhang, S. Guo // Chemical Communications. - 2010.

- Vol. 46. - P. 1112-1114.

167. Bo, Z. Green preparation of reduced graphene oxide for sensing and energy storage applications / Z. Bo, X. Shuai, S. Mao, H. Yang, J. Qian, J. Chen, J. Yan, K. Cen // Scientific Reports. - 2014. - Vol. 4. - P. 4684.

168. Chen, D. An environment-friendly preparation of reduced graphene oxide nanosheets via amino acid / D. Chen, L. Li, L. Guo // Nanotechnology. - 2011.

- Vol. 22. - 325601.

169. Zhu, C. Reducing sugar: New functional molecules for the green synthesis of graphene nanosheets / C. Zhu, S. Guo, Y. Fang, S. Dong, // ACS Nano. -2010. - Vol. 4. - P. 2429-2437.

170. Шульга, Ю. М. Углеродные наноструктуры, восстановленные из оксида графита, как материалы для электродов суперконденсаторов / Ю. М. Шульга, Н. Ю. Шульга, Ю. Н. Пархоменко // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. - 2014. - Т. 17. - № 3. - C. 157-167.

171. De Silva, K.K.H. Chemical reduction of graphene oxide using green reductants / K.K.H. De Silva, H.-H. Huang, R.K. Joshi, M. Yoshimura // Carbon. -2017. - Vol. 119. - P. 190-199.

172. Zhu, X. Reduction of graphene oxide via ascorbic acid and its application for simultaneous detection of dopamine and ascorbic acid / X. Zhu, Q. Liu, X. Zhu, C. Li, M. Xu, Y. Liang // International Journal of Electrochemical Science. -2012. - Vol. 7. - P. 5172 - 5184.

173. Fathy, M. Optimizing the preparation parameters of GO and rGO for large-scale production / M. Fathy, A. Gomaa, F.A. Taher, M.M. El-Fass, A.E.H.B. Kashyout // Journal of Materials Science. - 2016. - Vol. 51(12). - P. 5664-5675.

174. Dua, V. All-organic vapor sensor using inkjet-printed reduced graphene oxide / V. Dua, S.P. Surwade, S. Ammu, S.R. Agnihotra, S. Jain, K.E. Roberts, S. Park, R.S. Ruoff, S.K. Manohar // Angewandte Chemie International Edition. - 2010. - Vol. 49(12). - P. 2154-2157

175. Li, J. Flexible graphene fibers prepared by chemical reduction-induced self-assembly / J. Li, J. Li, L. Li, M. Yu, H. Ma, B. Zhang // Journal of Materials Chemistry A. - 2014. - Vol. 2(18). - P. 6359-6362.

176. Буслаева, Е.Ю. Сверхкритический изопропанол как реагент в органической, металлоорганической, неорганической химии и нанотехнологии / Е.Ю. Буслаева // РЭНСИТ. - 2012. - Т. 4. - № 2. - С. 38-49.

177. Губин, С.П. Суперкритическое гидрирование без водорода и катализаторов / С.П. Губин // ДАН СССР. - 1995. - Vol. 345(4). - C. 490-492.

178. Соловьева, А.Ю. Синтез наночастиц на поверхности оксида графена и графена / А.Ю. Соловьева, Ю.В. Иони, Е.Ю. Буслаева, С.В. Ткачев // Матер. первой Росс. конф. «Графен: молекула и 2D-кристалл». - 2015. - С. 34.

179. Уббелоде, А.Р. Графит и его кристаллические соединения / А.Р. Уббелоде, Ф.А.Льюис. Москва: Изд-во "МИР". -1965. - 128 с.

180. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье. Издание 4-е. - Москва: "Химия". - 1971. - 456 c.

181. Старчиков Сергей Сергеевич. Магнитные, структурные и электронные свойства наночастиц сульфидов и оксидов железа с различной кристаллической структурой / C. C. Старчиков, диссерт. на соискание уч. ст. к.ф.-м.н., Москва, 2015. - 159 с.

182. Si, Y. Synthesis of water soluble graphene / Y. Si, E. T. Samulski // Nano Letters. - 2008. - Vol. 8. - P. 1б79-1б82.

183. Cote, L. J. Flash reduction and patterning f graphite oxide and its polymer composite / L. J. Cote, R. Cruz-Silva, J. Huang // Journal of the American Chemical Society. - 2009. - Vol. 131. - P. 11027-11032.

184. Тарасевич, Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений / Б.Н. Тарасевич. Справочные материалы. МГУ имени М.В. Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии. - Москва. -2012. - 55 с.

185. Мирасов, В.Ш. Фазовый и дисперсный составы осадков, формирующихся в системе FeSO4-KOH-H2O-H2O2 / В.Ш. Мирасов // Башкирский химический журнал. - 2012. - Т. 19. - №4. - C. 54-5б.

186. Фалкова Александра Николаевна. Структурные превращения при механосинтезе и химическом синтезе нанокомпозитов Fe-Al(Ga)-O / A. Н. Фалкова, диссерт. на соискание уч. ст. к.ф.-м.н., Москва, 2014. - 126 с.

187. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / К. Накамото - Москва: Мир, 1991. - 536 с.

188. Некрасов, В. В. Руководство к малому практикуму по органической химии / В.В. Некрасов. Москва: Издательство «Химия», 1964 г. -384 c.

189. Гайфуллина, Р.Р. Влияние режимных параметров сверхкритической сушки на скорость сушки пористых материалов и на их качество / Р.Р. Гайфуллина, Л.Ю. Яруллина, З.И. Зарипова, Ф.М. Гумеров // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т.16. - №19. - С. 130-132.

190. Леменовский, Д.А. Сверхкритические среды. Новые химические реакции и технологии / Д.А. Леменовский, В. Н. Баграташвили // Соровский образовательный журналю - 1999. - №10. - С. 36 - 41.

191. Ивичева, С.Н. Синтез функциональных нанокомпозитов на основе опаловых матриц при каталитическом дегидрировании изопропанола в сверхкритических условиях / С.Н. Ивичева, Ю.Ф. Каргин, С.Г. Сахаров // Журнал неорганической химии. - 2014. - Т. 59. - №10. - С. 1312-1321.

192. Гордон, А. Спутник химика. Физико-химические свойств, методика, библиография / А. Гордон, Р. Форд. Перевод с англ. Розенберга Е.Л., Коппель С.И. Изд-во: «Мир», Москва, 1976. - 541 с.

193. Бычко, И.Б. Влияние условий синтеза на размер наночастиц железа / И.Б. Бычко, Е.Ю. Калишин, П.Е. Стрижак // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2009. - Т. 1. - № 16. - С. 200.

194. Cheng, S. A green and energy-saving microwave-based method to prepare magnetic carbon beads for catalytic wet peroxide oxidation / S. Cheng, F. Liu, C. Shen, C. Zhu, A. Li // Journal of Cleaner Production. - 2019. - 215. - P. 232 - 244.

195. Kazeminezhad, I. Phase Transition of Electrooxidized Fe3O4 to y- and a-Fe2O3 Nanoparticles Using Sintering Treatment / I. Kazeminezhad, S. Mosivand // Acta Physica Polonica A. - 2014. - No. 5. - Vol. 125. - P. 1210 - 1214.

196. Aliahmad, M. Synthesis of maghemite (y-Fe2O3) nanoparticles by thermal-decomposition of magnetite (Fe3O4) nanoparticles / M. Aliahmad, N. Nasiri Moghaddam // Materials Science-Poland. - 2013. - Vol. 31(2). - P. 264-268.

197. Mohanraj, K. Synthesis of y-Fe2O3, Fe3O4 and Copper Doped Fe3O4 Nanoparticles by Sonochemical Method / K. Mohanraj, G. Sivakumar // Sains Malaysiana. - 2017. - Vol. 46(10). - P. 1935-1942.

198. Сергиенко, С.Р. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. Смолы и асфальтены / С.Р. Сергиенко, Б.А. Таимова, Е.И. Талалаев // Москва: Наука, 1979. - 269 с.

199. Ивановская, М.И. Структурные особенности Zn-Mn-феррита, синтезированного методом распылительного пиролиза / М.И. Ивановская, А.И. Толстик, Д.А. Котиков, В.В. Паньков // Журнал физической химии. - 2009. - Т. 83ю - № 12. - С. 2283-2288.

200. Wang, S. Preparation and characterization of graphene oxide/silk fibroin hybrid aerogel for dye and heavy metal adsorption / S. Wang, H. Ning, N. Hu, K. Huang, S. Weng, X. Wu, L. Wu, J. Liu, Alamusi. - 2019. - Vol. 163. - P. 716722.

201. Chen, L. High performance agar/graphene oxide composite aerogel for methylene blue removal / L. Chen, Y. Li, Q. Du, Z. Wang, Y. Xia, E. Yedinak, L. Ci, et. all // Carbohydrate Polymers. - 2017. - Vol. 155. - P. 345-353.

202. Yan, M. Chitosan cross-linked graphene oxide/lignosulfonate composite aerogel for enhanced adsorption of methylene blue in water / M. Yan, W. Huang, Z. Li // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - Vol. 136. - P. 927-935.

203. Liu, C. Partly reduced graphene oxide aerogels induced by proanthocyanidins for efficient dye removal / C. Liu, H. Liu, K. Zhang, M. Dou, B. Pan, X. He, C. Lu // Bioresource Technology. - 2019. - Vol. 282. - P. 148-155.

204. Hoang, Tu T. Synthesis and application of graphene oxide aerogel as an adsorbent for removal of dyes from water / T. Hoang Tu, P. Thi Ngoc Cam, L. Van Trong Huy, M. Thanh Phong, H. Minh Nam, N. Huu Hieu // Materials Letters. - 2019. - Vol. 238. - P. 134-137.

ПРИЛОЖЕНИЕ Акт использования результатов диссертационной работы