Swollen Structures of Brodie Graphite Oxide as Solid Solvatesстатья
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале
Информация о цитировании статьи получена из
Web of Science,
Scopus
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 12 января 2022 г.
Аннотация:Swelling of Brodie graphite oxide (B-GO) was studied for a series of normal alcohols from methanol to 1-nonanol. Isopiestic, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric, and differential scanning calorimetry data demonstrated that sorption of polar liquids into GO lamellas formed the set of regular swollen structures, simple binary “solid solvates”, characterized by the distance between the GO planes and the value of sorption. Temperature–composition behavior of the swollen structures was adequately described by conventional binary phase diagrams. Phase transformation of the low-temperature swollen structure of B-GO with 1-nonanol gave a clear example of incongruent melting transition typical for the binary solvates. A discreet set of the interplane distances observed by XRD and the stepwise equilibrium desorption pointed to the layered arrangement of solvent molecules in the swollen structures. The swollen structures with one to five parallel layers were observed for a series of normal alcohols with B-GO. The average volume of one layer, 0.36 ± 0.06 cm3 g–1 B-GO, was almost the same for rather different organic liquids and was possibly restricted by the internal geometry of B-GO. This internal volume available for the sorption of the first layer was reasonably estimated from geometrical parameters of B-GO.Набухание оксида графита Броди (B-GO) изучалось для ряда нормальных спиртов от метанола до 1-нонанола. Изопиестические, рентгеноструктурные, термогравиметрические и дифференциально-сканирующие калориметрические данные показали, что при сорбции полярных жидкостей в пластинки GO образуется набор правильных набухших структур, простых бинарных “твердых сольватов”, характеризующихся расстоянием между плоскостями GO и величиной сорбции. Температурно–композиционное поведение набухших структур адекватно описывалось обычными бинарными фазовыми диаграммами. Фазовое превращение низкотемпературной вспученной структуры B-GO с 1-нонанолом дало наглядный пример неконгруэнтного плавления, характерного для бинарных сольватов. Дискретный набор межплоскостных расстояний, наблюдаемых методом РФА, и ступенчатая равновесная десорбция указывали на слоистое расположение молекул растворителя в набухших структурах. Набухшие структуры с одним - пятью параллельными слоями наблюдались для ряда нормальных спиртов с B-GO. Средний объем одного слоя, 0,36 ± 0,06 см3 г–1 B-GO, был почти одинаковым для довольно разных органических жидкостей и, возможно, был ограничен внутренней геометрией B-GO. Этот внутренний объем, доступный для сорбции первого слоя, был обоснованно оценен по геометрическим параметрам B-GO.