Адсорбционные и газохроматографические свойства фторуглеродных материалов

• Автор: Глазкова, Светлана Васильевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Обзор литературы. Фторированные углеродные материалы

Строение
Получение
Термическая стабильность Физикохимические свойства Электрофизические свойства Структурные и адсорбционные характеристики Методы исследования Элементный анализ
Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия ИКспскгроскопия
Спектроскопия ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонансов Применение

Экспериментальная часть Методы исследования Газовая хроматография

Адсорбционные исследования в статических условиях Рентгеиофазовый анализ ИКспектроскопия Элементный анализ Термогравиметрия Рентгенофлуоресцентный анализ Объекты исследования Адсорбенты Адсорбаты Результаты и обсуждение Исследование состава и структуры фторуглеродов Элементный анализ Рентгснофлуоресцентый анализ Рентгенофазовый анализ ИКспектроскопия Адсорбционностатические исследования
Адсорбция паров гексан а, бензола, азота и воды Адсорбция красителей из водных растворов Г азовая хроматография
Влияние фторирования на газохроматографические свойства углеродных материалов
Сравнение газохроматографических свойств фторированных углеродов
Адсорбенты на основе фторированного углеродного волокна Связь термодинамических характеристик адсорбции на фторуглеродных адсорбентах с химическим строением адсорбированных молекул
Зависимость тетот адсорбции от температуры
Термодинамические характеристики адсорбции насыщенных углеводородов и их производных
Термодинамические характеристики адсорбции ароматических углеводородов и их производных
Компенсационный эффект
Исследование стабильности свойств поверхности фторуглеродных адсорбентов
Примеры применения фторуглеродов в аналитической газовой практике Выводы
Список литерату


Поскольку фторирование начинается с внешних слоев углеродной матрицы, наиболее вероятно, что фторуглероды состава ОгР, где х 0. С аморфный пиролитический углерод, или пироуглерод, а СР2 радикал, вступающий далее в химические реакции. Таким образом, процессы высокотемпературного синтеза фторуглсродов всегда сопряжены с так называемым выгоранием, то есть потерей массы продукта за счет летучих продуктов деструкции. Потому самый простой способ определения состава синтезируемого фторуглсрода по привесу характеризуется большой погрешностью, и как правило, содержание фтора оказывается заниженным. Для определения термостойкости фторуглсродов обычно используют метод термогравиметрии и дифференциального термического анализа ДТА. При терморазложенин фторуглсродов в токе азота в зависимости от типа исходной углеродной матрицы на выходной кривой ДТА в области С наблюдается либо экзотермический пик, обусловленный деинтеркаляцией фтора из МСС с образованием ковалентных СР связен, либо эндотермический пик, отвечающий десорбционным процессам . Термическое разложение соединений СРЯ и СгР начинается при С если они приготовлены из кристаллического графита с образованием газообразных фторуглеродов Ср4, СгРб и остаточного пироуглерода ,,,. Соединения СРДЯ с ионной дг 0. Они термически разлагаются до газообразных фторуглеродных частиц и твердого углерода при температуре выше 0 С ,, мало уступая по термостойкости соединениям с ковалентной связью СР СР и СгРя. В то же время, МСС фтора и графита состава Се. Зависимость степени термодеструкции поверхности высоко ориентированного пиролитического графита от температуры представлена на схеме рис. Показано, что при температуре ниже 0С разложения не происходит, при 0 С наблюдается небольшая потеря массы фтора, и только при температуре выше 0 С происходит полное диспроиорциоиированис на поверхности фторуглсрода . Данные тсрмогравимстричсского анализа серии образцов представлены на рис. Показано, что наибольшей термостойкостью обладает монофторид углерода, полученный фторированием при самой высокой температуре 0 С . Рис. Остаточный фгор на поверхности высоко ориентированного пиролитического графита, определенный методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии как функция температуры. Потеря массы,
Рис. Данные термогравнметрического анализа образцов С фторуглерода состава . Термическая стабильность фторидов углеродных волокон в значительной мерс зависит от характера связей в соединении, монофториды являются самыми устойчивыми и разлагаются при температуре выше 0 С . В работе исследованы газообразные продукты термического разложения при различных температурах соединений и 2,, методом ИКспекгроскопии. Показано, что основными продуктами распада фторуглеродов являются перфторазканы 4, , , 2 и остаточный углерод. ИКспектроскопическое исследование продуктов термолиза фторированных моностенных углеродных нанотрубок проведено авторами . Помимо традиционных продуктов распада 2, , 4, 3, также обнаружены СО, СО2, Н2О и i4. Эти же продукты распада в другом соотношении обнаружены и при термодеструкции фторида графита . Интерес ученых привлекают не только газообразные продукты термического разложения фторуглсродов, но и получающийся в этом процессе пиролитический углерод. Сообщается , что пироуглерод, полученный разложением 2. С имеет межслоевое расстояние на 0. Размер кристаллитов пироуглерода на основе 2. Анизотропия в размерах кристазлитов, как и мезопоры в структуре пироуглерода являются причиной его высокой способности присоединять газообразный фтор . Тот факт, что продуктами термического разложения фторидов углерода являются пиролитический углерод и инертные фторалканы, делает эти материалы привлекательными для использования в пиротехнике в качестве так называемых пиролантов, то есть наполнителей запалов, контролирующих скорость и интенсивность их воспламенения . Таким образом, согласно литературным данным, в зависимости от способа получения и природы исходной углеродной матрицы химический состав фторуглеродов как целого, и, следовательно, состав их поверхности может быть совершенно разный.