Математическое моделирование электрохимического интеркалирования графита в кислотах бренстеда и последующего вспенивания

Математическое моделирование электрохимического интеркалирования графита в кислотах бренстеда и последующего вспенивания

Автор: Емельянов, Константин Борисович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2010

Место защиты: Москва

Количество страниц: 109 с. ил.

Артикул: 4919877

Автор: Емельянов, Константин Борисович

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование электрохимического интеркалирования графита в кислотах бренстеда и последующего вспенивания  Математическое моделирование электрохимического интеркалирования графита в кислотах бренстеда и последующего вспенивания 



Моделирование электрохимического интеркалирования проводилось с целью анализа характера неравномерного распределения тока интеркалирования и его зависимости от параметров системы. Моделирование терморасширения проводилось с целыо создать представление о физикохимических процессах, происходящих при терморасширении, и обосновать в рамках этих представлений имеющиеся экспериментальные факты. Исследование этих двух стадий представляется актуальным еще и в связи с проявившимся в самое последнее время интересом к синтезу нового углеродного материала для наноэлсктроники, а именно к синтезу графена . Появились статьи с описанием технологических процедур синтеза прекурсосров графена и самого графена, основанных на стадиях интеркалирования и терморасширения . В данной работе впервые проведена количественная оценка распределения тока интеркалирования в реакгоре. Впервые предложен метод уменьшения неравномерности интеркалирования путем перехода к многоступенчатому процессу. Показано, как результаты расчетов могут быть применены для прогнозирования технологических характеристик продукта. Также, в работе представлена математическая модель стадии вспенивания интеркалированного графита при быстром шоковом нагреве, основанная на представлении о двухфазной струкгуре интеркалированного графита и, соответственно, двух термодинамических формах иитеркалята в частице графита. Работа базируется на экспериментальных исследованиях, поведенных как на нашей кафедре в лаборатории химии углеродных материалов, так и опубликованных другими авторами в статьях, обзорах и монографиях. Графит представляет собой аллотропную модификацию углерода, образованную слоями плоских систем гсксагоналыюрасположениых атомов углерода графеновых слоев . Существуют две структурные формы графита гексагональный графит и ромбоэдрический графит рис. Гексагональный графит имеет четыре атома углерода в элементарной ячейке и пространственную группу симметрии Р пипс. Ромбоэдрический графит имеет шесть атомов в элементарной ячейке и пространственную группу симметрии ЛЗт. А, но различается взаимное расположение графеновых слоев. И в гексагональном, и в ромбоэдрическом графите каждый слой смещен относительно предыдущего в своей плоскости на постоянную величину, но степень этого смещения у гексагонального графита отличается от ромбоэдрического. В гексагональном графите каждый третий слой повторяет первый, а в ромбоэдрическом каждый четвертый. Последовательность упаковки слоев гексагонального графита АВАВ. АВСАВС. Гексагональный графит, в отличие от ромбоэдрического, является термодинамически устойчивой формой 4. Ромбоэдрический графит в чистом виде не наблюдается, так как является метастабильной фазой. Однако в природных графитах содержание ромбоэдрической фазы может достигать . Графит различают по происхождению на природный графит, спелевый или кишграфиг, образующийся в процессе выплавки чугуна, и синтетический графит. Последний получают при дегидрогенизации и полимеризации углеродов из газовой или конденсированной фазы. В зависимости от кристаллического строения природные графиты разделяют на явнокристаллические, скрытнокристаллические, и графитоиды. Средний размер кристаллов в явнокристаллическом графите составляет порядка КГсм. Скрытнокристалличсский графит встречается в метаморфических осадочных породах в виде мельчайших кристаллов 4 6 см. Графитоиды делят на графитизированные антрациты глубоко метаморфические минеральные угли, и антраксолиты, образующиеся при метаморфизме битумов 4. Рис. Крис аллическая елруктура гексагонального а и ромбоэдрического б графита. Поскольку внутри слоев атомы углерода связаны прочными ковалентными связями энергия связи 6 кДжмоль, а слои между собой связаны более слабыми связями вандерваальсового типа кДжмоль , с. Например, в плоскости графеновых слоев графит обладает значительной электрической проводимостью. Благодаря слабой связи между слоями в кристалле графита различные химические соединения способны проникать между графеновыми слоями и перемещаться вдоль слоев вглубь графитовой матрицы 4.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.241, запросов: 121