Исследование инфракрасных и рентгеновских фотоэлектронных спектров квазиодномерных углеродных материалов

• Автор: Маргамов, Ирик Гаязович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Глава 1. Сведения о свойствах и синтезе квазиодномерных углеродных материалов

1.1. Атомно-молекулярное строение идеального карбина

1.2. Способы синтеза квазиодномерного углерода

1.2.1. Химические методы

“ 1.2.2. Физико-химические методы

1.2.3. Физические методы синтеза

1.3. ИК- и РФЭ-спектры ПВДФ и карбиноидов: анализ основных особенностей

1.3.1. Анализ основных особенностей ИК-спектров

1.3.2. Анализ основных особенностей РФЭ-спектров

1.3.2.1.РФЭ С

1.3.2.2. УФЭС

Постановка задач
Глава 2. Методика проведения эксперимента и подготовка образцов
2.1. Приготовление дегидрофторированных образцов
2.2. Методика измерений и обработки ИК-спектров
2.2.1. Краткое описание прибора
2.2.2. Методика обработки спектральной информации
2.3. Методика измерений и обработки РФЭ-спектров
Щ’ 2.3.1. Описание прибора
2.3.2. Схема проведения эксперимента
2.3.3. Методика обработки РФЭ-спектров
Глава 3. Описание и обсуждение результатов
3.1. Исследования влияния условий дегидрофторирования ПВДФ
на его ИК-и РФЭ-спектры
3.1.1. Параметры ИК-спектров, характеризующие эффективность дегидрофторирования
3.1.2. Эволюция ОН-групп при химической карбонизации
3.1.3. Эволюция СО-связей при дегидрофторировании
3.1.4. Эволюция полосы ИК-поглощения в интервале частот 2200-2800 см'1
3.2. Исследования влияния старения дегидрофторированных материалов на интенсивность и форму их ИК- и РФЭ-спектров ■ ■ •
3.2.1. Эволюция СС-связей при старении
3.2.2. Эволюция полосы поглощения ОН-связей при старении
ф- 3.2.3. Эволюция полосы ИК-поглощения карбонильных групп
при старении
3.2.4. Эволюция полосы ИК-поглощения в интервале частот 2200-2800 см'1 при старении
3.3. Моделирование суперпозиции СИ- и ОН-пиков
3.4. РФЭ-спектроскопия

3.4.1. Изменение химического состава при
дегидрофторировании (ДГФ)
3.4.2. Изменение химического состава при съемке РФЭС
3.4.3. Влияние продолжительности хранения карбиноидов
после синтеза (старения) на химический состав их поверхности
3.5. Модель трансформации структуры дегидрофторированных материалов при химическом синтезе
3.5.1. Основные положения
3.5.2. Старение карбиноидов
Заключение и выводы
Список использованной литературы
Приложение I. Определение показателя степени к в формуле для вычисления концентраций химических элементов в карбиноидных
образцах
Приложение II. Атлас ИК-спектров образцов дегидрофторированного ПВДФ

С давних времен человечеству известен твердый углерод в двух аллотропных формах: алмаза и графита. В настоящее время перечень известных углеродных материалов существенно расширен. Например, это коксы и сажа, алмазные пленки и стеклоуглерод. Советскими учеными в середине XX века открыта еще одна аллотропная модификация твердого углерода: карбин, являющийся квазиодномерной формой углерода. В течение последних пятнадцати лет прошлого столетия синтезированы каркасные углеродные структуры: фуллерен и тубулен. Работы в направлении синтеза новых необычных углеродных структур ведутся интенсивно во всем мире. Среди этих исследований значительное место занимают работы по синтезу искусственного карбина и квазиодномерных материалов, сходных с ним по атомно-молекулярному строению, что подтверждается большим количеством публикаций на эту тему и, как сказано в работе [1], "на основании всего этого можно ожидать, что существование карбина вскоре будет- непреложно установлено".
Известно, что первая попытка синтеза цепочечного углерода принадлежит А. Байеру, который предпринял ее в 1885 г. [2]. Однако авторитетному ученому не удалось это сделать, и он постулировал невозможность получения цепочечного углерода, что на несколько лет охладило желание исследователей работать в этом направлении.
Успех сопутствовал группе советских ученых под руководством А.М. Сладкова (1922-1982 гг.) в Институте элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова, которым удалось синтезировать карбин при помощи метода окислительной дегидрополиконденсации ацетилена [2, 3]. Заявка на способ получения карбина Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР была зарегистрирована как открытие 7 декабря 1971 года с приоритетом 1960 года — спустя одиннадцать лет после серии успешных опытов. Поэтому когда в 1968 г. американские ученые, А
2.2.2. Методика обработки спектральной информации
Рассмотрим ИК-спектры исходных образцов ПВДФ и образцов карбиноидов, методика синтеза которых описана в п. 2.1. Анализ ИК-спектров ПВДФ II и ПВДФ III (соответственно кривые 1 и 2 на рис. 13) показывает, что общих чертах они согласуются с литературными данными ([32], а также п. 1.3.1) и имеют сходные характерные особенности. К ним можно отнести полосы поглощения, показывающие наличие в образцах С-Н-связей. Последние проявляются в виде сильного дублетного максимума с частотами пиков у5СН = 2965 см'1 и уаСН = 3007 см"1, а также слабого пика 5СН ~ 1360 см'1 (~ 1380 см"1 в ПВДФ II), находящегося на краю интенсивных полос поглощения в интервале 400 - 1500 см'1, к которым относятся линии уСР2 в интервале 900 - 1300 см’1. Отметим, также, что интенсивное поглощение уСР? и значительная толщина пленок (50 - 100 мкм) являются причиной отсутствия спектральной информации при частотах 400 - 1200 см"1. По этой причине ИК-поглощение всех образцов изучается только в области 1200-4000 см'1.

Рис. 13. ИК-спектры ПВДФ II (кривая 1) и ПВДФ III (2).
Отличают эти спектры следующие особенности. Спектр ПВДФ II имеет линию поглощения в интервале 1600 - 1780 см’1 с максимумом около