TPD-MS study of glassy carbon surfaces oxidized by CO2 and O2

Abstract

The temperature-programmed desorption (TPD) method combined with mass spectrometric (MS) analysis has been applied to investigate the surface properties of carbon materials. The apparatus consisting of a temperature-programmed furnace and a quadrupole mass spectrometer was constructed in order to characterize the surface of differently treated glassy carbon samples. In this work, samples of glassy carbon exposed to air, CO2 and O2 were examined. The desorption of H2O,CO and CO2, as major products, indicated the presence of different oxide groups. The amount of these groups for all samples was calculated. It is concluded that oxidation affects the nature and the amount of the surface oxide groups and contributes to their increased stability.

Za ispitivanja površinskih karakteristika ugljeničnih materijala, konstruisan je uređaj za temperaturski programiranu desorpciju sa masenospektrometrijskim detektorom pomoću koga se prate desorpcioni produkti razlaganja površinskih oksidnih kompleksa. Pri tome je moguće vršiti njihovu kvalitativnu i kvantitativnu analizu. U okviru ovog rada ispitan je uticaj oksidacije ugljen-dioksidom, odnosno kiseonikom, na površinske osobine staklastog karbona, jer je on sintetički ugljenični materijal čija primena u velikoj meri zavisi od njegovih površinskih osobina. Desorpcija vode ugljen-monoksida i ugljen-dioksida, kao glavnih desorpcionih produkata ukazala je na prisustvo različitih količina, različitih oksidnih grupa na površini ispitanih uzoraka. Rezultati su pokazali da oksidacija ugljen-dioksidom, odnosno kiseonikom dovodi do smanjenja broja oksidnih grupa koje se razlažu na temperaturama ispod 1000 K, kao i do formiranja stabilnijih grupa koje se razlažu na višim temperaturama.