Влияние наночастиц серебра на электрические свойства лиотропных жидких кристаллов на основе лаурата калия

• Автор: Матвеева, Айнур Гашамовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Перезаряжаемые источники тока
1.1.1. Принцип работы и применение суперконденсаторов
1.1.2. Ёмкость и проводимость существующих образцов суперконденсаторов
1.2. Физико-химические аспекты применения различных типов электролитов в электролитических конденсаторах и суперкондеисаторах
1.2.1. Жидкие электролиты
1.2.2. Твёрдые электролиты
1.2.3. Полимерные электролиты
1.3. Типы структур жидких кристаллов
1.3.1. Структуры и некоторые физико-химические свойства лиотропных жидких кристаллов
1.3.2. Некоторые физико-химические свойства ионных жидких кристаллов
1.3.3. Электрические свойства жидких кристаллов
1.4. Фазовое равновесие систем «лаурат щелочного металла - вода»
1.4.1. Химические и физические свойства лаурата калия
1.4.2. Фазовое равновесие в системе «лаурат калия - вода»
1.4.3. Фазовое равновесие в системе «лаурат натрия - вода»
1.4.4. Фазовое равновесие в системе «лаурат калия - 1 -деканол - вода»
1.5. Способы улучшения физико-химических характеристик электролитических конденсаторов и суперконденсаторов
1.5.1. Способы увеличения ёмкости и проводимости твердофазных электролитов
1.5.1.1. Влияние наночастиц различной природы на электрические свойства полимерных электролитов
1.5.1.2. Влияние ианочастиц различной природы на электрические свойства жидких кристаллов
1.5.2. Перспективные материалы для электродов в электролитических конденсаторах и суперконденсаторах
1.5.2.1. Способы увеличения межфазной поверхности между электродом и электролитом
1.6. Заключение
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Методика синтеза лаурата калия
2.3. Синтез наночастиц серебра
2.4. Методики приготовления жидких кристаллов

2.5. Физико-химические методики эксперимента
2.5.1. Поляризационная оптическая микроскопия
2.5.2. Метод динамического светорассеяния
2.5.2.1. Определение размера наночастиц в водной дисперсии
2.5.2.2. Определение электрокинетического потенциала наночастиц в водной дисперсии
2.5.3. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
2.5.4. Вискозиметрия
2.5.5. Импедансная спектроскопия
2.5.6. Сканирующая электронная микроскопия
ГЛАВА 3. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КОМПОЗИТ «ЛАУРАТ КАЛИЯ -ВОДНАЯ ДИСПЕРСИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА»
3.1. Электрические свойства жидких кристаллов «лаурат калия - вода»
3.2. Водная дисперсия наночастнц серебра
3.2. Особенности методики получения жидких кристаллов в системе «лаурат калия -водная дисперсия наночастиц серебра»
3.2.1. Методика концентрирования водной дисперсии наночастиц серебра
3.2.2. Методики приготовления жидких кристаллов «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра»
3.3. Объекты исследования
3.4. Влияние наночастиц серебра на фазовое состояние жидкокристаллической системы «лаурат калия - вода»
3.5. Температурная область существования жидкокристаллической фазы в системе «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра»
3.6. Проводимость и ёмкость жидкокристаллического композита «лаурат калия -водная дисперсия наночастиц серебра»
3.6.1. Особенности методики определения электрических свойств жидких кристаллов в системе «лаурат калия - водная фаза»
3.6.2. Определение эквивалентной электрической схемы жидкокристаллического композита «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра» в качестве электролита
3.6.3. Влияние концентрации наночастиц серебра на проводимость и ёмкость жидкокристаллического композита «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра»
3.6.4. Влияние концентрации наночастиц серебра на энергию активации проводимости жидкокристаллического композита «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра»
3.7. Заключение
ГЛАВА 4. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КОМПОЗИТ «ЛАУРАТ КАЛИЯ - 1-ДЕКАНОЛ - ВОДНАЯ ДИСПЕРСИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА»

4.1. Методика получения жидких кристаллов в системе «лаурат калия - 1-деканол
4.3. Влияние 1-деканола на физико-химические свойства жидкокристаллической системы «лаурат калия — вода»
4.3.1. Влияние 1-деканола на динамическую вязкость жидкокристаллической системы «лаурат калия - 1-деканол - вода»
4.4. Влияние наночастиц серебра на вязкость жидкокристаллической системы «лаурат калия - 1-деканол - вода»
4.5. Методика определения электрокинетического потенциала наночастиц в жидкокристаллической матрице
4.6. Влияние жидкокристаллической матрицы на элекгрокинетический потенциал наночастиц серебра
4.7. Особенности измерения величины электрокинетического потенциала в композиционном ламеллярном жидком кристалле «лаурат калия - 1-деканол -водная дисперсия наночастиц серебра»
4.8. Влияние наночастиц серебра на проводимость и ёмкость жидкокристаллической системы «лаурат калия - 1-деканол - вода»
4.9. Заключение
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИОТРОПНОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕКТРОЛИТА В ДВУХСЛОЙНОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ ЯЧЕЙКЕ

5.1. Двухслойная конденсаторная ячейка с композиционным жидким кристаллом в качестве электролита
5.1.1. Характеристика материалов электродов
5.1.2. Методика определения ёмкости двухслойной конденсаторной ячейки с жидкокристаллическими композитами по кривым зарядки/разрядки
5.2. Жидкокристаллический композит «лаурат калия - водная дисперсия наночастиц серебра» как электролит в двухслойной конденсаторной ячейке
5.2.1. Результаты исследования ёмкости двухслойных конденсаторных ячеек с композиционным ЖК в качестве электролита методом импедансной спектроскопии
5.2.2. Результаты исследования ёмкости двухслойных конденсаторных ячеек с композиционным ЖК в качестве электролита по кривым зарядки/разрядки
5.3. Заключение
водная фаза»
4.2. Объекты исследования

ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б

соединений на границе фазового перехода «нематическая фаза - изотропная фаза» (20 - 52 °С для трёх ЖК) составила (1 - 2,5)-10’5 См-см'1. При этом ЯМР-исследования образцов показали очень высокие коэффициенты диффузии меченных ионов лития, фтора и водорода. На границе фазового перехода наблюдается изменение энергии активации диффузии, в то время как для проводимости энергия активации остаётся постоянной. Авторы объясняют это явление разницей между частицами, привносящими вклад при измерении диффузии и проводимости. Электропроводность обеспечивается движением заряженных частиц, а в коэффициент диффузии вносят вклад как диссоциированные ионы, так и ассоциированные ионные пары до тех пор, пока они сосуществуют и включают ядра одинакового типа, такие как 7Гл и 19Р. Т.е. наличие выровненных путей проводимости приводит к увеличению диффузии.
Заключение.
Лиотропные ионные жидкие кристаллы значительно превосходят смектические и нематические неионные ЖК по величине электропроводности, поскольку в них присутствуют эффективные носители заряда (например, катионы металлов). Для получения эффективного ЖК электролита нужно выбрать ионогенный ПАВ, включающий катион щелочного металла. При этом, согласно [4], жидкий кристалл должен быть лиотропным, поскольку в термотропном аналоге электропроводность значительно ниже, что связано с более заметным кулоновским взаимодействием между катионами и анионами.
Согласно рассмотренным данным можно предположить, что проводимость лиотропных гексагональных ЖК на основе ионогенных ПАВ будет ниже, чем таковая величина для лиотропных ламеллярных ЖК при прочих равных условиях, поскольку для гексагональных ЖК характерна более высокая вязкость [4, 54].
Таким образом, для исследования основных закономерностей электрофизических свойств жидкокристаллических электролитов можно выбрать ламеллярный жидкий кристалл на основе щелочной соли