Разработка основ технологии получения углеродного нанокристаллического материала и металлоуглеродных нанокомпозитов на основе полиакрилонитрила и солей металлов : Cu, Fe, Co

• Автор: Муратов, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Современное состояние получения углеродных наноматериалов и металлоуглеродных нанокомпозитов. Особенности и перспективы развития. (Аналитический обзор литературы)

1.1. Методы получения углеродных наноматериалов и металлоуглеродных нанокомпозитов

1.2. Физико-химические свойства углеродных наноматериалов и металлоуглеродных нанокомпозтттов
1.3. Существующие представления о механизме процессов превращений в полиакрилонитриле (ПАН) и композитах на основе ПАН и солей металлов (Си, Бе, Со) при термической обработке

1.4. Выводы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. Получение углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила, подвергнутого ИК-нагреву. Структура и свойства

2.1. Установка ИК-нагрева ФОТОН

2.2. Методика получения углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила
2.3. Методы контроля структуры и свойств углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила
2.4. Зависимость скорости химических превращений в полиакрилонитриле от газовой атмосферы в реакторе и температуры отжига
2.5. Кинетика и механизм процесса получения углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила под действием ИК-нагрева
2.6. Структурные превращения в полиакрилонитриле при получении углеродного нанокристаллического материала под действием ИК-нагрева
2.7. Зависимость электрофизических свойств углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила от скорости нагрева, температуры и продолжительности ИК-нагрева
2.7.1. Зависимость электропроводности углеродного
нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила от температуры ПК- нагрева
2.7.2 Зависимость электропроводности углеродного
нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила от продолжительности ИК- нагрева
2.7.3. Исследование температурных зависимостей электропроводности углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила
2.7.4. Исследование вольт-амперных характеристик углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила
2.8. Исследование химического состава поверхности углеродного нанокристаллического материала на основе полиакрилонитрила
2.9. Моделирование протонной проводимости углеродного нанокристаллического материала на основе подвергнутого ИК- нагреву полиакрилонитрила
2.9.1. Моделирование структуры одноатомного слоя полиакрилонитрила, подвергнутого ИК- нагреву, с помощью полуэмпирического квантово-химического расчета в рамках модели ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера
2.9.2. Зависимость протонной проводимости монослоя полиакрилонитрила, подвергнутого ИК- нагреву, от структуры и химического состава
2.9.2.1. Исследование гидрогенизации монослоя полиакрилонитрила, подвергнутого ИК- нагреву
2.9.2.2. Исследование протонной проводимости монослоя полиакрилонитрила, подвергнутого ИК- нагреву
2.10. Выводы
ГЛАВА 3. Получение нанокомпозитов Си/С, ¥е/С, Со/С на основе полиакрилонитрила, подвергнутого ИК-нагреву, и солей металлов (РеС13, СоС12, Си(СН3СОО)2). Структура и свойства
3.1. Методика получения нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С на основе полиакрилонитрила и солей металлов (РеС13, СоС12, СиС12, Си(СНзСОО)2, Ре(С5Н5)2)
3.2. Методы контроля структуры и свойств нанокомпозитов Си/С, Ре/С,
Со/С на основе полиакрилонитрила и солей металлов (РеС13, СоС12, СиС12, Си(СН3СОО)2, Ре(С5Н5)2)
3.3. Особенности механизма химических превращений в полиакрилонитриле в присутствии хлоридов Ре, Си и Со
3.4. Кинетика и механизм процесса получения нанокомпозита Си/С под действием ИК-нагрева
3.5. Термодинамический расчет реакций восстановления солей Си, Ре, Со в композите на основе полиакрилонитрила при нагреве 1 Об
3.5.1. Расчет реакций восстановления Си, Ре, Со из их солей
3.5.2. Расчет восстановления Си из СиС12 атомарным водородом в процессе ИК-нагрева методом минимизации энергии Гиббса системы
3.6. Структурные превращения в нанокомпозитах Си/С, Ре/С, Со/С на основе полиакрилонитрила и солей металлов (РеС13, СоС12, СиС12, Си(СН3СОО)2, Ре(С5Н5)2) при ИК-нагреве
3.7. Зависимость электрофизических свойств нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С на основе полиакрилонитрила и солей металлов (РеС13, СоС12, СиС12, Си(СН3СОО)2, Ре(С5Н5)2) от газовой атмосферы, скорости нагрева, температуры и продолжительности ИК-нагрева
3.7.1 Зависимость удельного сопротивления нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С на основе полиакрилонитрила и солей металлов (РеС13, СоС12, СиС12, Си(СН3СОО)2, Ре(С5Н5)2) от температуры ИК-нагрева

химических свойств органического полупроводника на основе термообработанного ПАН и наночастиц Си, Ре, Со.
• Получение нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов на основе ПАН методом ИК-нагрева изучено недостаточно:
- не установлено влияние атмосферы отжига на кинетику процесса получения нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов на основе ПАН;
- не изучена зависимость структурных свойств нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов на основе ПАН от температуры и продолжительности отжига;
- не изучены газообразные продукты, выделяющиеся из нанокомпозитов Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов на основе ПАН при ИК-нагреве и их влияние на процесс получения нанокомпозитов;
- не исследован химический состав и поверхностные химические свойства Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов от температуры и длительности отжига;
- не установлен механизм образования Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов;
- не исследованы физико-химические свойства Си/С, Ре/С, Со/С и углеродных материалов на основе ПАН, подвергнутого ИК-нагреву.
Основными задачами работы являются:
- изучить кинетику и механизм химических превращений в полиакрилонитриле под действием ИК-нагрева в зависимости от атмосферы отжига, температуры нагрева, продолжительности термообработки;