662

Цыганова С. И. и др.

Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. Вып. 5

УДК 661.183.2, 620.181.4

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И СТРУКТУРНО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ

КОРЫ ОСИНЫ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ ХЛОРИДАМИ ЦИНКА И ЖЕЛЕЗА

Г. П. Скворцова, И. В. Королькова, О. П. Таран

Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН,

660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50/24

E-mail: light@icct.ru

Поступила в Редакцию 20 сентября 2019 г.

После доработки 28 ноября 2019 г.

Принята к публикации 14 декабря 2019 г.

Изучена возможность использования коры осины, модифицированной хлоридами цинка и железа, для

получения высокопористых материалов со специальными свойствами. Выявлено влияние температуры

обработки и модификаторов на структурные и электрохимические параметры углеродсодержащего

продукта. При карбонизации коры осины, модифицированной ZnCl₂, получен материал с удельной

поверхностью до 1350 м²·г^-1, содержащий кристаллическую фазу оксида цинка; при использовании

смеси коры осины с FеCl₃ получен материал с удельной поверхностью до 300 м²·г^-1, содержащий

магнетит и маггемит; модифицирование коры двумя реагентами — хлоридами цинка и железа по-

зволило создать высокопористый продукт с ферромагнитными свойствами. Определена кажущаяся

электроемкость образцов, карбонизованных при 800°С, которая составляет 150-400 Ф·г^-1. Предпо-

лагается потенциальная возможность использования полученных материалов в электрохимических

устройствах.

Ключевые слова: карбонизация; кора осины; хлориды цинки и железа; удельная поверхность; элек-

троемкость

DOI: 10.31857/S0044461820050072

Древесная кора относится к основным отходам

ческому превращению коры в углеродные продукты

лесоперерабатывающих предприятий, ежегодные

немного [11-14].

объемы отвалов которой создают серьезную экологи-

Химическая активация коры неорганическими

ческую проблему и пожароопасность [1-3]. В част-

реагентами может быть эффективным способом

ности, кора осины почти не находит промышленного

получения пористых композиционных материалов.

применения ввиду низкой механической прочности,

Так, каталитическая активация хлоридами цинка и

высокой влажности и зольности. Ее используют в

железа используется при твердофазном пиролизе

основном для получения биологически активных

углеродсодержащих материалов. Детальный меха-

веществ и кормовых продуктов [1, 4].

низм воздействия на биомассу указанных хлоридов

Одним из основных способов повышения эффек-

до сих пор недостаточно изучен. В работах [6, 13]

тивности использования коры в качестве топлива,

авторы отмечают, что модифицирование древесины

а также создания на ее основе электродных и пори-

разных пород хлоридом цинком и последующая кар-

стых материалов является превращение древесной

бонизация не только формирует пористую структуру

биомассы в полезные продукты посредством пироли-

материала, но и позволяет получить оксид цинка/

за. Несмотря на большое число работ, посвященных

углеродные композиты, которые находят применение

пиролизу древесины и синтезу углеродных материа-

при создании газовых сенсоров, биосенсоров и супер-

лов на ее основе [5-10], исследований по термохими-

конденсаторов [14-18]. Диспергированные частицы

Приготовление и структурно-электрохимическая характеристика углеродсодержащего материала...

663

ZnO в углеродной матрице обеспечивают повышен-

Удельную поверхность полученных продуктов

ную электрохимическую активность за счет лучшего

после водной отмывки измеряли методом тепло-

транспорта электронов, а также более глубокое про-

вой десорбции азота на анализаторе Газометр-1.

никновение ионов электролита в высокопористую

Термический анализ образцов проводили на термо-

матрицу [15, 16, 18]. Добавки железосодержащих со-

анализаторе STA 449 F1 Jupiter при нагревании образ-

лей в лигниноцеллюлозное сырье могут придать ма-

цов до конечной температуры 800°С в токе гелия, по-

териалу ферромагнитные свойства, что представляет

даваемого со скоростью 40 см³·с^-1. Идентификацию

интерес при разделении и концентрировании веществ

кристаллических фаз в твердом продукте определяли

[19-21], а также при создании электрохимических

на основе анализа дифракционной картины, реги-

ячеек [22]. Авторы [22] синтезировали нанокомпозит

стрируемой дифрактометром ДРОН-3.

(rGO/Fe₃O₄/AC), состоящий из ультрадисперсных

Измерение вольт-амперных характеристик твер-

частиц Fe₃O₄ (~10 нм), полностью покрытых амор-

дых продуктов проводили на потенциостате P 30 SM,

фным углеродом и инкапсулированным графенок-

используя метод циклической вольтамперометрии.

сидом. В этом ракурсе получение новых материалов

В качестве электролита использовали водный раствор

путем модифицирования коры солями цинка и железа

гидроксида калия (3 M KOH). Детальное описание

и изучение ее структурной трансформации, а также

измерений представлено в работе [6].

исследование электрохимических свойств получен-

Циклические вольт-амперограммы (ЦВА) карбо-

ных композитов в процессе карбонизации представ-

низованных образцов, полученных при температу-

ляет особый интерес.

рах 400 и 800°С, измерены при скорости развертки

Цель работы — получение пористых углерод-

20 мВ·с^-1 с тремя циклами развертки.

ных материалов из коры осины, модифицированной

Кажущуюся удельную электроемкость образца

хлоридами цинка и железа, а также изучение влия-

рассчитывали по формуле [23]

ния температуры и модификаторов на структурные

^U1

и электрохимические характеристики получаемого

С_уд = ∫ IdU/(m·ν·ΔU),

продукта.

^U0

где С_уд — удельная емкость, пересчитанная на массу

Экспериментальная часть

образца (Ф·г^-1); m — масса образца (г); ν — скорость

В качестве исходного материала использовали кору

развертки потенциала (В·c^-1), I — электрический ток

осины (КО) фракции менее 1.0 мм с зольностью 4.6%.

в интервале напряжений ΔU (А); ΔU — интервал на-

Модифицирование коры проводили путем пропитки

пряжений, для которого проводится расчет удельной

водными растворами хлорида цинка и (или) хлорида

емкости (В).

железа. Массовое соотношение КО:FeCl₃ и КО:ZnCl₂

составляло 1:1. Последовательной пропиткой коры

Обсуждение результатов

двумя реагентами был приготовлен образец, для ко-

торого массовое соотношение коры осины к ZnCl₂ и

Определение углерода и водорода в исследуемых

FeCl₃ составляло 1.0:0.5:0.5. Полученные смеси высу-

образцах (см. таблицу) показывает, что наибольшее

шивали при температуре 102-105°С в течение 2-3 сут.

их количество содержится в исходной коре. Более

Карбонизацию приготовленных образцов про-

низкое содержание углерода и водорода в модифици-

водили на установке с горизонтальным проточным

рованных образцах обусловлено наличием минераль-

реактором в токе аргона, подаваемого со скоро-

ной составляющей. После карбонизации при 400°С

стью 130 см³·мин^-1. Нагрев проходил в программи-

во всех образцах увеличивается содержание углерода

рованном режиме со скоростью 10 град·мин^-1 до

и уменьшается содержание водорода.

температур 400 и 800°С с выдержкой при конечной

Для продукта, полученного при карбонизации мо-

температуре 30 мин. Получаемый твердый продукт

дифицированных образцов, характерно повышение

промывали водой в течение 1.5 ч при температуре

содержания углерода на 65-80%, а для углеродного

60°С до достижения pH 6-7 промывных вод с после-

продукта, полученного из немодифицированной ко-

дующей сушкой до постоянной массы.

ры, — всего на 24% по сравнению с исходным его

Содержание углерода и водорода в исходных и

содержанием. Это может быть связано с удалением

карбонизованных образцах определяли по ГОСТ

свободной и связанной воды из образцов, содержание

2408.1-95 «Топливо твердое. Методы определения

которой в модифицированных образцах выше ввиду

углерода и водорода».

высокой гигроскопичности хлоридов цинка и железа.

664

Цыганова С. И. и др.

Содержание углерода и водорода в образцах, полученных при температурах 25, 400 и 800°С

С, мас%

Н, мас%

Образец

25°С

400°С

800°С

25°С

400°С

800°С

Кора осины

45.8

60.0

68.2

5.4

3.6

1.9

КО-ZnCl₂

23.1

79.1

91.6

3.4

3.3

1.3

КО-FeCl₃

22.6

64.5

65.2

3.0

2.9

1.6

КО-ZnCl₂-FeCl₃

15.5

74.1

82.6

3.5

2.9

1.4

Карбонизация образцов при температуре 800°С

пика потери массы в низкотемпературной области —

приводит к дальнейшему росту доли углерода

при 109, 180°С и интенсивный пик при 601°С. Для

и уменьшению доли водорода во всех образцах.

КО-ZnCl₂-FeCl₃ характерно существенное увеличе-

Наибольшее содержание углерода обнаружено в про-

ние скорости убыли массы при температурах 179 и

дуктах, полученных из КО-ZnCl₂, КО-ZnCl₂-FeCl₃,

631°С.

что, по-видимому, вызвано удалением цинксодержа-

В области 90-150°С протекает десорбция фи-

щих соединений.

зически адсорбированной влаги, а также дегидра-

Интенсивное разложение коры осины при на-

тация за счет образования Н₂О из ОН- и Н-групп,

греве происходит в интервале температур 200-

связанных водородными связями, и локальной упо-

400°С (рис. 1). Наибольшая скорость потери мас-

рядоченности взаимного размещения макромолекул.

сы (5 %·мин^-1) зарегистрирована при 350°С, что,

Внутримолекулярная дегидратация с образованием

по-видимому, вызвано деструкцией макромолекул в

-С=О и -С=С- связей протекает при температурах

результате интенсивного разрушения 1,4-гликозид-

150-240°С [5]. Таким образом, интенсивная потеря

ной, циклической -С-О-С- и части -С-С- связей по

массы модифицированных образцов в области 90-

радикальному механизму [5].

150°С может быть обусловлена, с одной стороны,

Смещение пика интенсивного протекания процес-

гигроскопичностью хлоридов цинка и железа, с дру-

сов разложения на дифференциальных термограви-

гой — каталитическими свойствами модификаторов,

метрических кривых в низкотемпературную область,

которые могут уменьшить температуру процессов

а также заметная высокотемпературная деструкция

интенсивной деструкции макромолекул лигниноцел-

характерны для модифицированных образцов. При

люлозной массы.

нагревании образца КО-FeCl₃ зарегистрированы три

Увеличение скорости деструкции образца коры с

пика интенсивной потери массы — при температурах

хлоридом цинка в высокотемпературной области мо-

91, 146 и 197°С. Для КО-ZnCl₂ наблюдаются два

жет свидетельствовать об эмиссии цинксодержащих

летучих продуктов, что косвенно подтверждается

углеводородным анализом (см. таблицу).

Таким образом, при нагревании коры осины с до-

бавками ZnCl₂ и ZnCl₂-FeCl₃ выявлены две темпера-

турные области интенсивного разложения — 90-250

и 500-700°С, для коры, модифицированной FeCl₃,

основное интенсивное разложение наблюдается лишь

в низкотемпературной области 90-250°С.

ИК-спектральный анализ карбонизованных образ-

цов (рис. 2) показывает, что спектры всех образцов

имеют сходную базовую структуру: интенсивная ши-

рокая полоса О-Н-группы в области 3300-3600 cм^-1,

С-Н-связи в интервале 2800-3000 cм^-1 и полосы по-

глощения в области 500-1750 см^-1. Однако интенсив-

ности полос в спектрах образцов, полученных при

400 и 800°С, существенно различаются. Так, интен-

сивность широкой полосы поглощения с максимумом

Рис. 1. Дифференциальные термогравиметрические

кривые для образцов исходной и модифицированной

3428 см^-1, характеризующей адсорбированную воду

ZnCl₂, FeCl₃ и ZnCl₂-FeCl₃ коры осины.

и вовлечение ОН-групп в меж-, внутримолекулярную

Приготовление и структурно-электрохимическая характеристика углеродсодержащего материала...

665

Рис. 2. ИК-спектры исходной и модифицированной коры осины, карбонизованной при 400 (а) и 800°С (б).

водородную связь [24], заметно выше в спектрах

также оксиды металлов. При этом в низкотемпера-

низкотемпературных продуктов, полученных из мо-

турных образцах преобладают внутрикомплексные

дифицированных образцов, особенно содержащих

гидроксосоединения, интенсивность в спектрах ко-

хлорид железа, что свидетельствует о наибольшей

торых заметно меньше в высокотемпературных об-

их гидрофильности.

разцах.

Интенсивность полосы поглощения при 1595 см^-1,

Анализ минерального состава карбонизованных

характеризующая одновременно возбужденное со-

образцов выполнен методом рентгенофазового ана-

стояние воды и колебания С=С, С-О ароматического

лиза (рис. 3). В дифрактограмме продукта из исход-

кольца в лигнине, существенно меньше в спектрах

ной коры, карбонизованной при 400°С, проявляются

продукта, полученных при 800°С, чем при 400°С, т. е.

полосы оксалата кальция (рис. 3, а), которые, по всей

низкотемпературные образцы имеют более сложный

видимости, характеризуют качественный состав золь-

многофункциональный химический состав, чем вы-

ной составляющей, содержащейся в исходной коре.

сокотемпературные. Наблюдаемые высокочастотные

Повышение температуры до 800°С приводит к раз-

максимумы в области 700-500 см^-1 в спектрах моди-

ложению с образованием оксида кальция, который

фицированных образцов можно отнести к колебанию

на воздухе легко гидратируется и проявляется на

связи металл-углерод, металл-кислород.

дифрактограмме в виде Са(ОН)₂ (рис. 3, б).

Таким образом, карбонизованные модифициро-

Спектр низкотемпературного продукта, получен-

ванные образцы представляют собой сложные ком-

ного из коры с добавкой ZnCl₂, имеет рассеянное гало

плексы, содержащие гидроксогруппы, замещен-

в области ~25°, свидетельствующее о присутствии

ные алифатические, ароматические соединения, а

аморфно-кристаллической структуры углерода, и

Рис. 3. Дифрактограммы исходной и модифицированной коры осины, карбонизованной при 400 (а) и 800°С (б).

666

Цыганова С. И. и др.

четкие пики кристаллической фазы со структурой

ZnО (d = JCPDS). В спектре высокотемпературного

продукта наблюдаются интенсивное углеродное гало

и слабые линии фазы ZnО.

Рентгенограмма низкотемпературных образцов

коры осины с добавками FeCl₃ и ZnCl₂-FeCl₃ сви-

детельствует о заметном содержании фазы со струк-

турой магнетита и маггемита. В дифрактограммах

высокотемпературных образцов содержание этой

фазы незначительно. Тем не менее обнаружено,

что продукты, полученные при разных температу-

рах из коры с добавкой FeCl₃, легко притягиваются

магнитом, т. е. обладают ферромагнитными свой-

ствами.

Таким образом, продукты, полученные из моди-

фицированных образцов, содержат кристаллическую

фазу оксидов металлов, причем в низкотемператур-

ных образцах ее заметно больше, чем в высокотем-

пературных, что свидетельствует о ее разложении и

удалении в виде летучих продуктов в процессе вы-

Рис. 4. Гистограмма удельной поверхности модифи-

сокотемпературного пиролиза. Важно отметить, что

цированной коры, карбонизованной при температурах

продукт, полученный из смеси коры и ZnCl₂, помимо

400 и 800°С.

цинксодержащей кристаллической фазы содержит

аморфно-кристаллическую фазу углерода, а продукт,

полученный из железосодержащих образцов, облада-

Таким образом, модификация и последующая кар-

ет ферромагнитными свойствами.

бонизация коры позволяет получать высокопористые

Поскольку хлориды цинка и железа являются ка-

материалы, причем модификатор или (и) температура

тализаторами активации углеродсодержащих мате-

нагрева оказывает существенное влияние на пори-

риалов, весьма важно изучить пористую структуру

стую структуру конечного продукта.

полученных продуктов, в частности, определить их

Активированные угли широко используются

удельную поверхность (рис. 4). Удельная поверхность

в качестве электродов, на их основе разрабатыва-

(S_БЭТ) продукта, полученного из исходной коры, ока-

ют композиционные углеродные структуры для

залась невелика и составила 1-27 м²∙г^-1. Для карбо-

создания электрохимических конденсаторов. Поэтому

низованных модифицированных образцов удельная

представляло интерес изучить электрохимическое

поверхность существенно выше. Так, наибольшие

поведение полученных материалов, используя ме-

величины S_БЭТ (1156 и 1384 м²∙г^-1) характерны для

тод циклической вольтамперометрии, и определить

продуктов, полученных из композитов смеси коры

их удельную электроемкость, которая зависит не

осины с ZnCl₂ и ZnCl₂-FeCl₃ при температуре 400°С.

только от электропроводности, но и пористости ма-

Можно предположить, что высокие величины удель-

териала.

ной поверхности образцов, полученных из модифи-

Низкотемпературные образцы практически не про-

цированных образцов, особенно цинксодержащих,

пускают ток, т. е. являются диэлектриками в интерва-

обусловлены не только более низкотемпературной

ле потенциалов -350÷150 мВ (рис. 5, а). ЦВА-кривые

деструкцией смеси (рис. 1) и образованием кристал-

высокотемпературных образцов (рис. 5, б) имеют

лических фаз (рис. 3), но и удалением водораство-

симметричную форму, близкую к псевдопрямоуголь-

римых фрагментов, которые раскрывают пористую

ной, что характеризует электростатическую емкость

структуру материалов.

двойного слоя и электрохимическую псевдоемкость.

Высокотемпературные продукты имеют более низ-

Высокие величины удельной поверхности образцов

кие значения удельной поверхности, что скорее всего

практически не влияют на емкостные характеристи-

обусловлено высокотемпературной поликонденсаци-

ки материала, но зависят от температуры нагрева и

ей и процессами упорядочения структуры, в резуль-

электропроводности материала. Можно отметить,

тате которых происходит формирование продукта с

что полученные материалы можно отнести к микро-

меньшей удельной поверхностью.

пористым, объем микропор которых составляет до

Приготовление и структурно-электрохимическая характеристика углеродсодержащего материала...

667

Рис. 5. Циклическая вольтамперограмма образцов, карбонизованных при температурах 400 (а) и 800°С (б).

Электролит 3 М KОН, скорость развертки потенциала 20 мВ∙с^-1, 3 цикла развертки.

0.5 см³∙г^-1 [25], основную же роль в переносе элек-

Выводы

тронов в двухслойной емкости играют мезопоры в

Результаты исследования процесса термохими-

материале [26].

ческого превращения коры осины с анализом струк-

ЦВА-кривая продукта (рис. 5, б), полученного из

турных изменений и электрохимических параметров

смеси коры с хлоридом цинка, заметно отличается

продуктов показали, что химическая активация коры

от ЦВА-кривых других образцов, что может быть

хлоридами цинка, железа с последующей карбони-

вызвано присутствием аморфно-кристаллической

зацией позволяет получить высокопористые угле-

фазы углерода (рис. 3). Кажущиеся удельные элек-

родсодержащие материалы с удельной поверхностью

троемкости для высокотемпературных образцов,

до 1384 м²∙г^-1 и с кажущейся электроемкостью до

рассчитанные для ЦВА, полученных при скорости

405 Ф∙г^-1. Образование кристаллических фаз окси-

развертки 20 мВ∙с^-1 в интервале -350÷150 мВ, оказа-

дов цинка и железа в продуктах карбонизации мо-

лись достаточно высоки и составили для продуктов

дифицированной коры способствует образованию

из исходной коры осины — 281 Ф∙г^-1, из смеси коры

пористого ферромагнитного материала, что является

с ZnCl₂ — 405, из смеси коры с FeCl₃ — 329, из сме-

весьма полезным при разделении и сборе ценных и

си коры с ZnCl₂-FeCl₃ — 147 Ф∙г^-1, что свидетель-

(или) вредных веществ. Достаточно высокая электро-

ствует об образовании электрохимически активных

емкость полученных материалов свидетельствует о

групп на поверхности образца, которые облегчают

возможности их использования в электрохимических

диффузию ионов электролита во внутренние слои

устройствах. Это является хорошей отправной точкой

материала. Наибольшие значения интегральной по-

для обсуждения и дальнейших исследований по соз-

верхности ЦВА и кажущейся удельной электроемко-

данию композитов на основе коры осины.

сти характерны для образцов, полученных из коры с

ZnCl₂. Предполагается, что это может быть связано

с формированием наиболее «дефектной» структуры

Благодарности

(рис. 3), включающей кристаллическую фазу оксида

Авторы выражают благодарность за помощь в

цинка и аморфно-кристаллического углерода, кото-

работе Красноярскому региональному центру коллек-

рые способствуют увеличению электропроводности и

тивного пользования СО РАН.

соответственно отклонению от псевдопрямоугольной

формы ЦВА-кривой.

Таким образом, на основе коры осины можно не

Информация об авторах

только создавать высокопористые материалы с ферро-

магнитными свойствами, но и получать электродный

Цыганова Светлана Ивановна, к.х.н., доцент,

материал с высокой кажущейся электроемкостью,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1815-8450

которые потенциально можно использовать в элек-

Романченко Александр Сергеевич, к.х.н., ORCID:

трохимических конденсаторах.

https://orcid.org/0000-0003-2985-3886

668

Цыганова С. И. и др.

Фетисова Ольга Юрьевна, к.х.н.,

electrodes // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1-7. https://

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8610-5932

doi.org/10.1002/adma.201900341

Бондаренко Галина Николаевна,

[11]

Zhang J., Zhang W. Preparation and characteristics

of activated carbon from wood bark and its use for

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6637-7594

adsorption of Cu (II) // Mater. Sci. (Medziagotyra).

Скворцова Галина Павловна,

2014. V. 20. N 4. P. 474-478.

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1581-3843

https://doi.org/10.5755/j01.ms.20.4.6400

Королькова Ирина Викторовна,

[12]

Микова Н. М., Фетисова О. Ю., Иванов И. П.,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8021-463

Павленко Н. М., Чесноков Н. В. Изучение термиче-

Таран Оксана Павловна, д.х.н., проф., ORCID:

ского воздействия на превращения древесины и ко-

https://orcid.org/0000-0003-3929-9786

ры осины // Химия раст. сырья. 2017. Т. 4. С. 53-64.

https://doi.org/10.14258/jcprm.2017042018

[13]

Цыганова С. И., Романченко А. С., Бондаренко Г. Н.,

Список литературы

Фетисова О. Ю. Синтез углеродсодержащего компо-

[1] Соболева С. В., Ченцова Л. И., Воронин В. М.

зита на основе древесины осины и его структурные,

Переработка коры осины с получением биологи-

электрохимические свойства // ЖПХ. 2018. Т. 91.

чески активных веществ и кормовых продуктов:

№ 2. С. 285-892 [Tsyganova S. I., Romanchenko A. S.,

монография. Красноярск: СибГТУ, 2013. С. 3-77.

Bondarenko G. N., Fetisova O. Yu. Synthesis of a

[2] Kharouk V. I., Middleton E. M., Spencer S. L.,

carbon-containing composite based on aspen wood

Rock B. N., Williams D. L. Aspen bark photosynthesis

and its structural and electrochemical properties //

and its significance to remote sensing and carbon

Russ. J. Appl. Chem. 2018. V. 91. N 2. P. 330-336.

budget estimates in the boreal ecosystem // Water, Air

https://doi.org/10.1134/S1070427218020258].

and Soil Pollution. 1995. V. 82. P. 483-497.

[14]

Erabee I. K., Ahsan A., Zularisam A. W., Idrus S.,

[3] Pasztory Z., Mohacsine I. R., Gorbacheva G.,

Daud N. N. N., Arunkumar T., Sathyamurthy R., Al-

Borcsok Z. The utilization of tree bark // Bioresources.

Rawajfeh A. E. A new activated carbon prepared from

2016. V. 11. N 3. P. 7859-7888.

sago palm bark through physiochemical activated

[4] Соболева С. В., Литовка Ю. А. Переработка после

process with zinc chloride // Eng. J. 2017. V. 21. N 5.

экстракционных остатка коры с получением кор-

P. 1-15. https://doi.org/10.4186/ej.2017.21.5.1

мовых продуктов // Химия раст. сырья. 2011. Т. 2.

[15]

Mohapatra D., Parida S., Badrayyana S., Singh B. K.

С. 83-86.

High performance flexible asymmetric CNO-ZnO//

[5] Marsh H., Rodriguez-Reinoso F. Activated Carbon.

ZnO supercapacitor with an operating voltage of 1.8V

Elsevier Ltd, 2006. P. 3-536.

in aqueous medium // Appl. Mater. Today. 2017. V. 7.

[6] Цыганова С. И., Романченко А. С., Фетисо-

P. 212-221.

ва О. Ю., Мазурова Е. В., Бондаренко Г. Н.

http://dx.doi.org/10.1016/j.apmt.2017.03.006

Структура и электрохимические свойства пори-

[16]

Wang H., Yu S., Xu B. Hierarchical porous carbon

стого материала на основе древесины осины //

materials prepared using nano-ZnO as a template and

СФУ. Химия. 2018. Т. 2. № 11. C. 281-290.

activation agent for ultrahigh power supercapacitors //

https://doi.org/10.17516/1998-2836- 0075

Chem. Commun. (Camb). 2016. V. 20. N 52.

[7] Tsyganova S. I. Thermal treatment of sawdust and

P. 11512-11515. https://doi.org/10.1039/C6CC05911B

coal-tar pitch mixture to produce porous carbon

[17]

Guetteche Y., Bordjiba T., Bouguerne B., Nabeti Z.,

materials by chemical activation // J. Wood Sci.

Mahmoudi O., Lemzademi A. Development of

Technol. 2013. V. 47. P. 77-82.

composite material based on porous microfibrous

https://doi.org/10.1007/s00226-012-0490-y

carbon and zinc oxide for energy storage application //

[8] Swarnalatha S., Kumar A. G., Sekaran G. Electron

Int. J. Electrochem. Sci. 2017. V. 12. P. 1874-1884.

rich porous carbon/silica matrix from rice husk and

https://doi.org/10.20964/2017.03.37

its characterization // J. Porous Mater. 2009. V. 16.

[18]

Borgohain R., Li J., Selegue J. P., Cheng Y.-T.

P. 239-245.

Electrochemical study of functionalized carbon

https://doi.org/10.1007/s10934-008-9192-0

nano-onions for high-performance supercapacitor

[9] Xu C., Strømme M. Sustainable porous carbon

electrodes // J. Phys. Chem. C. 2012. P. 15068-15075.

materials derived from wood-based biopolymers for

https://dx. doi.org/10.1021/jp301642s

CO₂ capture // Nanomaterials. 2019. V. 9. N 1:103.

[19]

Banerjee A., Gokhale R., Bhatnagar S., Jog J.,

P. 1-13. https://doi.org/10.3390/nano9010103

Bhardwaj M., Lefez B. MOF derived porous carbon-

[10] Peng X., Zhang L., Chen Z., Zhong L., Zhao D.,

Fe₃O₄ nanocomposite as a high performance,

Chi X., Zhao X., Li L., Lu L., Leng K., Liu C., Liu W.,

recyclable environmental superadsorbent // J. Mater.

Tang W., Loh K. P. Hierarchically porous carbon

Chem. 2012. V. 22. P. 19694-9699.

plates derived from wood as bifunctional ORR/OER

https://doi.org/10.1039/C2JM33798C

Приготовление и структурно-электрохимическая характеристика углеродсодержащего материала...

669

[20] Reiner T., Jantke D., Marziale A. N., Raba A.,

[23] Raghu M. Nanostructured arrays for sensing and

Eppinger J. Metal-conjugated affinity labels:

energy storage applications. University of Kentucky

А new concept to create enantioselective artificial

Doctoral Dissertations, 2011. P. 1-153.

metalloenzymes // Chem. Open. 2013. V. 2. P. 50-54.

[24] Pandey K. K. A study of chemical structure of

https://doi.org/10.1002/open.201200044

soft and hardwood and wood polymers by FTIR

[21] Zhi M., Xiang C., Li J., Li M., Wu N. Nanostructured

Spectroscopy // J. Appl. Polym. Sci. 1999. V. 71.

carbon-metal oxide composite electrodes for

P. 1969-1975. https: //doi.org/10.1002/(SICI)1097-

supercapacitors: А review // Nanoscale. 2013. V. 5.

4628(19990321)71:12<1969::AID-APP6>3.0.CO;2-D

P. 72-88. https://doi.org/10.1039/C2NR32040A

[25] Цыганова С. И., Патрушев В. В., Бондаренко Г. Н.,

[22] Zhang R. D. J., Li J. Q. Z., Wang C., Chen M. N-doped

Великанов А. М. Формирование магнитных угле-

dual carbon-confined 3D architecture rGO/Fe₃O₄/

родных сорбентов на основе модифицированной

AC nanocomposite for high-performance lithium-ion

древесины // ЖСФУ. Сер. Химия. 2011. Т. 4. № 4.

batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10.

С. 388-398.

N 16. P. 13470-13478.

[26] Lufrano F., Staiti P. Mesoporous carbon materials as

https://doi.org/10.1021/acsami.8b00353

electrodes for electrochemical supercapacitors // Int.

J. Electrochem. Sci. 2010. V. 5. P. 903-916.