Комплексы лития с углеводородами цилиндрической симметрии, моделирующие соединения внедрения металла в углеродные нанотрубки типа "зигзаг"

• Автор: Балашов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор Литературы.

1.1 Общие сведения, структура и получение углеродных нанотрубок.

1.1.1. Общие сведения об углеродных нанотрубках.

1.1.2. Способы получения и очистка

1.2. Строение и свойства углеродных нанотрубок как контейнерного материала.

1.3. Интеркалация трубок металлическим литием. Электрохимическое внедрение

1.4. Моделирование внедрения лития в панотрубку. Зонные расчеты

1.5. Кластерное моделирование НТ. п Циклацены и п циклофенацены. Синтез

и теоретическое моделирование
1.6. Кластерное моделирование соединений внедрения лития в углеродные НТ.
1.7. Цели и задачи работы
Глава 2. Низколежащие состояния комплексов ЫСП1 и выбор метода расчета.
2.1. тсМО изолированных углеводородов Сп. Аналитическое решение методом Хюкксля
2.2. Низшие электронные состояния систем ЫСП1. Корреляция МО комплекса и фрагментов.
2.3. Выбор и тестирование расчетной процедуры
2.3.1 Тестирование различных базисных наборов
2.3.2. Нарушение симметрии электронного решения в традиционных нсэмпирических расчетах комплекса ЫС71.
2.4. Выбор метода моделирования. Метод функционала плотности.
Глава 3. Электронное и геометрическое строение комплексов 1лСпп5
3.1. Комплексы ЫСП1 в конфигурациях максимальной симметрии Г.
3.1 Л Электронные состояния комплексов 1лСп ионное и молекулярное решения
3.1.2. Геометрическая структура высокосимметричных комплексов в состояниях ионного и молекулярного типов
3.1.3. Устойчивость высокосимметричного положения лития в ионном и молекулярном решениях.
3.2. Равновесные структуры комплексов 1лСп п5 при разных п.
3.2.1. Малые комплексы
3.2.2. Область альтернирования п7 .
3.2.3. Асимптотическая область п
3.3. Оценка положения стационарных точек ППЭ путем сканирования.
Глава 4. Миграция лития в комплексах ЫСП1. Обсуждение факторов, определяющих подвижность металла в нанотрубке.
4.1. Различные стационарные точки ПЭ и миграция лития в комплексе ЫСв1.
4.2. Стационарные точки различного типа в комплексах 1ЛС п 8 .
4.3. О возможности винтового механизма миграции металлов в канале НТ
4.4. Энергетические барьеры миграции лития в комплексах ЫСП3 оценка роли
краевых эффектов
4.5. Оценка туннелирования лития внутри браслета. Вероятности туннельной и
тепловой миграции
4.6. Миграция лития иод действием внешнего электрического ноля.
Основные результаты
Выводы.
Список использованной литературы


При синтезе их концевые фрагменты могут быть закрытого или открытого типа рис. В случае открытых концов дополнительная валентность углерода можег быть насыщена за счт образования дополнительных связей с атомами водорода, фтора, кислорода, СП2 группами, различными радикалами и др. Рис. Топология и строение одностенных углеродных НТ. НТ типа i, i и i рис. Способы получения и очистка. Углеродные трубки, наряду с другими протяжнными графитоподобными структурами, получают как побочные продукты синтеза фуллеренов методом термического распыления графита в электрической дуге в атмосфере инертного газа. Путм подбора условий синтеза, при минимальном токе горения дуги, повышении давления инертного газа, по сравнению с условиями синтеза фуллеренов, с подбором диаметра электродов удатся достичь ного выхода нанотрубочного материала 23. Образующиеся нанотрубки многостопные, как правило, закрытые с концов сферическими шапками, имеют диаметр от одного до нескольких десятков нанометров и обладают различной хиральностью хиральность одностенных трубок в составе многостенной, вообще говоря, может различаться. Путм введения катализатора металла платиновой группы, удатся добиться выхода однослойных нанотрубок большей длины диаметром 1,3 1,7 нм. Установлено, что металлы группы железа также способствуют образованию однослойных нанотрубок. Наиболее эффекшвными при этом оказываются смешанные катализаторы , i, Со, , а также их соли и оксиды 5. Метод электролитического синтеза заключается в осаждении нанотрубок на поверхности графитового катода из расплава соли, i и i. Принципиальное отличие нанотрубки образуются, когда все компоненты процесса находятся в конденсированном состоянии. Получающиеся нанотрубки многослойные и чаще всего хиральные. Выход нанотрубок, однако, в электролитическом методе не превышает . Довольно хорошего качества трубки получаются в методе каталитического крекинга ацетилена. Распад ведтся при 0С в присутствии частиц переходных металлов наномстрового размера. Наблюдаемые нанотрубки как однослойные, так и многослойные, насчитывающие 8 стенок, диаметром им и длиной до мкм. Выход нанотрубок определяется видом катализатора 3. Наибольшей селективностью по отношению к образованшо одностенных НТ обладает метод термического осаждения из газовой фазы СУБ с дополнительной обработкой лазером и использованием катализатора на основе Мо и Со 3, 6, 7. В качестве газовой смеси в поточный реактор вводится смесь РеСО5 и ацетилена. В ходе реакции диенропорционироваиия температура 0 С СО удатся достигать выхода одностенных НТ в . Следует также отметить, что размер получаемых трубок зависит от температуры. Практически во всех рассмотренных методах подучается смесь НТ различного состава, различающихся но диаметру, слоистости, хиральности, наличию дефектов. Наиболее интересно селективное выделение НТ с фиксированной струкгурой, получить которые во время синтеза пракгически невозможно. Поэтому синтезированный материал далее подвергают очистке, обработке и разделению на компоненты. Окисление позволяет заметно сократить количество примесей. В качестве окислителя используются, как правило, Н2О2 мягкий окислитель, Н0. Т 0 С. При мягком окислении наряду с наночастицами, удаляются также иримеси фуллеренов. Трубки, закрытые сфероидальными концами, раскрываются, при этом со стороны вершин, удаляются также внешние слои многослойных нанотрубок. Применение в качестве окислителя азотной кислоты позволяет удалять сфероидальные концы более селективно. Особенно высокой степени очистки удатся добиться с помощью обработки ультразвуком. В этом методе огромную роль также играют дополнительные факторы, такие как растворитель, ПАВы и другие сопутствующие реагенты. За счт ультразвука разрушаются агломераты, повышается дисперсность системы. С помощью хроматографии удатся разделять частицы по диаметру и длине. Применяют гель проникающую и высокоэффективную жидкостную хроматографию. Хорошие результаты дат одновременное применение хроматографии с ультразвуковой обработкой и фупкциоиализацией повышение растворимости смеси 3, 6, 8.