Синтез и физико-химические характеристики низкоразмерных сульфидов молибдена на носителях из терморасширенного графита и углеродных нанотруб

• Автор: Коротеев, Виктор Олегович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Оглавление
Оглавление

Список используемых сокращений

Введение

Глава 1. Методы синтеза сульфидов молибдена и их нанесения на углеродные носители.

1.1 Сульфиды молибдена.

1.1.1 Мо

1.1.2 Могвз.

1.1.3 МозЭ.

1.1.4 Аморфные, богатые серой сульфиды молибдена

1.2 Методы получения материалов на основе дисульфида молибдена.

1.2.1 Сульфидирование оксидов.
1.2.2 Разложение тиосолсй.
1.2.3 Гидротермальный и сольвотсрмальный синтез.
1.2.4 Другие методы получения МоЭг
1.2.5 Высокотемпературные методы получения нанотруб и фуллсренов из Мо.
1.3 Методы получения дисульфида молибдена на углеродных носителях
1.3.1 Высокотемпературный метод получения композитов МоЭг с углеродом.
1.3.2 Гидротермальный метод получения композитов МоЭг с углеродом.
1.3.3 Другие методы получения композитов МоБг с углеродом.
1.4 Моделирование физических свойств и структуры наночастиц сульфидов молибдена и композитов на из основе
1.4.1 Моделирование электронной структуры объмных сульфидов молибдена
1.4.2 Моделирование структуры наночастиц и дефектов.
1.4.3 СТМ исследования дисульфида молибдена.
1.4.4 Моделирование композитных структур МоЭг с углеродом.
Заключение к главе 1.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1 Синтез образцов
2.1.1 Используемые углеродные наноматериалы
2.1.2 Методы синтеза композитов
2.1.2.1 Высокотемпературный синтез.
2.1.2.2 Описание высокотемпературной вакуумной печи.
2.1.2.3 Гидротермальный синтез
2.2 Методы характеризации образцов
2.2.1 Просвечивающая электронная микроскопия.
2.2.2 Моделирование ПЭМ изображений
2.2.3 Фурье преобразование ПЭМ изображений.
2.2.4 Моделирование ПЭМ изображений и их Фурье образов для Мовг, МогЭз и Мо34
2.2.5 Спектроскопия комбинационного рассеяния света
2.2.6 Оптическая спектроскопия.
2.2.7 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.2.8 Измерения ХАИЕЭ спектров.
2.2.9 Рептгенодифракционное исследование.
2.3 Квантовохимическое моделирование.
Заключение к главе 2.
Глава 3. Результаты работы.
3.1 Композиты МоЭгУНТ
3.1.1 Композитный материал МоЭгУНТ, полученный в результате высокотемпературного отжига
3.1.2 Композиты с углеродными наиотрубами, полученные гидротермальным методом
3.2 Композиты на основе сульфидов молибдена и производных графита.
3.2.1 Композиты на основе МоБг и производных графита, полученные гидротермальным методом
3.2.1.1 ТРГ, полученный разложением интеркалата графита с неорганическими
кислотами.
3.2.1.2 ТРГ, полученный разложением интеркалата фторида графита с бромом
3.2.1.3 Перфорированный графит
3.2.2 Высокотемпературный метод формирования сульфидов молибдена на графитовой поверхности.
3.2.2.1 ТРГ, полученный разложением интеркалата графита с неорганическими
кислотами
3.2.2.2 Квантовохимическое моделирование взаимодействия графита и кластеров сульфида молибдена
3.2.2.3 Перфорированный графит
3.2.2.4 Электрохимические характеристики композитов мкость интеркаляции ионами лития
3.2.2.5 Каталитические характеристики композитов активность в реакции разложения муравьиной кислоты.
Заключение к главе 3
Основные результаты и выводы
Список литературы


Впервые зафиксировано образование композитов с участием низших сульфидов молибдена и установлена зависимость оптических характеристик МоЗг, сформировавшегося на поверхности ТРГ, от размера наночастиц. Впервые исследована каталитическая активность нанеснных МоЭг наночастиц в реакции разложения муравьиной кислоты. Показано повышение эффективности конверсии муравьиной кислоты в водород с уменьшением размера частиц от до 2 нм. Практическая значимость. Установлена взаимосвязь условий синтеза с размерами, формой и электронной структурой композитов МоЭг с углеродными носителями УНТ и ТРГ, что может быть использовано для организации процессов направленной модификации электронных свойств углеродных нанообъектов с возможностью получения материала конкретного функционального назначения, например, анодных материалов для литиевых источников тока, автоэмиссионных катодов, катализаторов, смазок и др. МоЗгТРГ. Личный вклад автора. РФЭС, рентгеновской дифракции, рентгеновской спектроскопии поглощения вблизи края поглощения ХАЬТЕ8, оптических спектров поглощения, спектроскопии комбинационного рассеяния света КРС, результатов просвечивающей электронной микроскопии ПЭМ измерение вольтамперных характеристик нолевой эмиссии образцов квантовохимическое моделирование. Планирование экспериментальной и теоретической частей работы, обсуждение полученных результатов, подготовка материалов для публикаций проводились совместно с научным руководителем и соавторами. Апробация работы. Хилово, , Второй Всероссийской конференции по наноматериалам НАНО Новосибирск, , ежегодной встрече общества СЭИЛ Капо1 Наука и применение нанотруб Отранс, Франция, , IX всероссийской научнопрактической конференции студентов и аспирантов Химия и химическая технология в XXI веке, Томск, , Международном семинаре Фуллерены и атомные кластеры СанктПетербург, , Международной конференции Ка1кДсС Брюссель, Бельгия, , Конференции им. В.А. Фока по квантовой и вычислительной химии Казань, , Конференции Современные проблемы термодинамики и теплофизики Новосибирск, , Конференции Неорганические соединения и функциональные материалы Новосибирск, , Международном семинаре Наноуглеродная фотоника и оптоэлектроника Коли, Финляндия, , ой международной зимней школе по электронным свойствам новых материалов Кирчберг, Австрия, и Международном симпозиуме СОН интеграция материалов Сендай, Япония, . Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей в отечественных и международных научных журналах, рекомендованных ВАК, и 9 тезисов докладов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трх глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 7 страницах и включает 7 таблиц, рисунков и библиографию из 4 наименований. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научноисследовательских работ ИНХ СО РАН по приоритетному направлению . Федеральной целевой программы Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на годы. Глава 1. В главе представлен обзор литературы о методах получения различных сульфидов молибдена, в том числе на поверхности углеродных нанотруб и графита. Основное внимание уделено важности выбора исходных веществ и синтетической методики для достижения необходимых параметров материала на основе сульфида молибдена, рассмотрены основные результаты по исследованию структуры и свойств материала. Стабильные степени окисления молибдена изменяются от 0 до 6, сера в неорганических сульфидах может присутствовать в формах Э2 и Эг2. Однако в сульфидах металл существует только в виде ионов Мо II, Мо III, Мо IV и Мо V, т. Мо . Мо VI не рис. Разнообразие сульфидов на данный момент представлено фазами МоБг, Мог, разновидностью фаз Шеврсля, имеющих в себе фрагменты Мов, Мо, богатыми серой и аморфными сульфидами состава Мо8х, с х 3 2. Фазовая ТХ диаграмма бинарной системы Мо8 1, пред ставлена на рис. В соответствии с ней и работами 24 в системе МоБ имеется два термодинамически стабильных сульфида, которые могут быть получены напрямую из элементов МоЗг и МогЭз. Синтез остальных сульфидов требует специальных условий и использования других исходных веществ.