Статьи

Представлены результаты исследования условий синтеза графена и систем на его основе без использования подложек при конверсии жидких и газообразных углерод-содержащих материалов в гелиевой, азотной или аргоновой плазме, генерируемой электродуговым плазмотроном, при пониженном давлении. С помощью комплекса физико-химических методов установлено, что при синтезе в объеме морфология графена имеет вид смятой бумаги. При изменении геометрии проточной части реактора без использования подложек формируется структура гидрированного графена. Использование азотной плазмы позволяет получить графен, допированный атомами азота или меди. При добавлении спиртов в плазму аргона или гелия происходит синтез термически стабильного окисленного графена. Сделан вывод о возможности применения плазменных условий для одноступенчатого синтеза графеновых материалов.

Проведен анализ с использованием метода хроматографии состава газа в холодной плазменной струе, представляющей собой потоковое послесвечение тлеющего
СВЧ-разряда атмосферного давления. Плазменная струя формировалась при взаимодействии плазмы разряда с атмосферным воздухом за выходным отверстием 6-ти электродной плазменной горелки, электрическая мощность к которой подводится от волноводного СВЧ (2,45 ГГц)-плазмотрона. Анализ газовых проб струи показал, что при протекании плазмообразующего аргона через СВЧ-разряд за областью разряда происходит образование водорода и метана, а концентрация оксида углерода увеличи-вается в 5–6 раз. Исследование активных форм кислорода в холодной плазменной струе проводилось с помощью жидкостной хроматографии водного раствора изопропилового спирта после обработки его плазменной струей. Получено, что в результате плазменной обработки происходило частичное окисление изопропилового спирта до ацетона, что позволяет рассматривать его в качестве индикатора активных форм кислорода (гидроксильных радикалов, атомарного кислорода и озона) в холодной плазменной струе.