Наноуглерод шунгитов : структурные и физико-химические свойства, механизмы активации

• Автор: Рожкова, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 258 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Активный углерод в адсорбентах, катализаторах и наполнителях

1.1 Пористый углеродный материал

1.2 Нанографиты

1.3 Углеродные материалы на основе графита

1.4 Активированные угли

1.5 Ультрадисперсные алмазы

1.6 Фуллерены и шунгитовый углерод

1.7 Шунгитовый углерод

1.8 Перспективы наноуглерода в биомедицине
Заключение
ГЛАВА 2 Состав, структура, физико-химические свойства высокоуглеродистых шунгитовых пород
2 Л Шунгит как природный композит
2.2 Неграфитируемый углерод шунгитов
2.3 Глобулярная структура шунгитового углерода
2.3.1 Синтетические аналоги шунгитового углерода на разных этапах
его исследований
2.3.2 Методические подходы к исследованию высокоуглеродистых шунгитовых пород
2.4 Органические компоненты шунгитовых пород
2.5 Вода в шунгитах
2.6 Устойчивые водные дисперсии наночастиц шунгитового углерода
2.6.1 Водные дисперсии наночастиц углерода в условиях модифицирования
2.6.2 Получение и свойства дисперсии нативных наночастиц шунгитового углерода.
2.6.3 Роль гидратации в стабилизации водных дисперсий наночастиц углерода
Заключение
ГЛАВА 3 Многоуровневая структурная организация шунгитового углерода
3.1 Фуллеренсодержащие фазы в водных дисперсиях наночастиц углерода
3.2 Модифицирование структуры шунгитового углерода
3.2.1 Кислородсодержащие группы на поверхности шунгитов
3.2.2 Размеры структурных элементов ШУ по данным малоуглового рентгеновского рассеяния
3.2.3 Структурные особенности шунгитов по данным малоуглового нейтронного рассеяния
Заключение
ГЛАВА 4 Непланарный графен - основной структурный элемент шунгитового углерода
4.1 Особенности стабилизации водных дисперсий нанокластеров шунгитового углерода
4.2 Дипольный момент структурного элемента шунгитового углерода
4.3 Графено-подобная структура основного структурного элемента шунгитового наноуглерода
4.4 Моделирование процессов образования глобулярных кластеров шунгитового углерода
Заключение
ГЛАВА 5 Взаимодействие озона с углеродными материалами
5.1 Низкотемпературное окисление шунгитового углерода
5.2 Влияние озонирования на структуру и физико-химические свойства наноуглеродных материалов
5.2.1 Взаимодействие озона с наноалмазами
5.2.2 Влияние озонирования на структуру и физико-химические свойства шунгитов
Заключение
ГЛАВА 6 Эффекты активации наночастиц шунгитового углерода
6.1 Каталитическая активность наночастиц углерода
6.1.1 Наночастицы углерода в реакциях термолиза
6.1.2 Наночастицы шунгитового углерода в окислительновосстановительных реакциях
6.2 Наноуглерод - носитель металлических катализаторов
6.2.1 Каталитические свойства наноалмазов
6.2.2 Влияние структурной организации шунгитового углерода на каталитические свойства платины
6.3 Взаимодействие наночастиц шунгитового углерода с водорастворимыми полимерами

6.3.1 Оценка однородности распределения наночастиц в полимерной композиции
Заключение
Г ЛАВА 7 Г ибридные системы в высокоуглеродистых шунгитах
7.1 Изучение взаимодействия газообразного хлора с
высокоуглеродистыми шунгитовыми породами
7.2 Наноразмерный порошок шунгита III разновидности.
7.2.1 Активность наноразмерного порошка шунгита в полимерных средах различной полярности
Заключение
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

применительно к ШУ связано с положением о глубинном источнике углерода и эволюцией вулканического процесса в регионе, ранее считавшемся сформированным осадочными породами. Минеральная часть шунгитовых пород закономерно меняется в зависимости от фаз вулканизма. На основании геологических данных образование шунгитового комплекса произошло в результате обширной гидротермальной деятельности, но в относительно мягких условиях при температуре не выше 450°С и давлении 700 МПа [1-3].
По содержанию углерода, который меняется от долей до 98 масс.%, шунгитовые породы, согласно принятой классификации, делятся на пять типов [3]. Образцы, отобранные на месторождении Шуньга, содержат почти чистый стеклообразный углерод - шунгит I разновидности (96-98 масс.% углерода). Наибольшее распространение имеют породы с содержанием углерода 20-45 масс.% (шунгитовые породы III разновидности по классификации П.А. Борисова). Породы данного типа имеют наибольшие объемы на разрабатываемых в настоящее время месторождениях (Максово, Зажогино) и наиболее подготовлены к освоению.
Исследование физико-механических и проводящих свойств и способности к измельчению шунгитовых пород с различным содержанием углерода показало, что все свойства являются оптимальными для шунгитовых пород с содержанием углерода ~ 30 вес.% [85]. В отличие от большинства природных
углеродсодержащих материалов, шунгитовые породы данного типа не поддаются обогащению традиционными методами. Длительная автоклавная обработка при 1350°С не позволяет получить углеродный концентрат с содержанием углерода выше 74-77%. Разработан способ, включающий термообработку, автоклавирование при умеренных температурах, кислотную обработку и повторное автоклавирование, позволивший получить 97% углеродный концентрат [10]. Ключ к пониманию описанных эффектов природного композита лежит в