Search academic texts

Information × Registration Number 0824U003079, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 22-10-2024 popup.evolution o Title Synthesis, physicochemical properties and application of carboncarbon nanocomposites based on natural graphite and carbon nanotubes Author Yulia V. Hrebelna, popup.head Mykola T. Kartel' popup.opponent Yurii A. Malietin popup.opponent Oleksandr V. Melnychuk popup.review Olga O. Kazakova popup.review Dmytro L. Starokadomsky Description Дисертаційна робота присвячена розробці методів синтезу: терморозширеного графіту (ТРГ) високої чистоти (вміст вуглецю більше 99,75% мас.) із флотаційно збагаченого графіту (вміст вуглецю 94% мас.), композиційних систем ТРГ-вуглецеві нанотрубки (ТРГ–ВНТ) на основі в’яжучого (водного розчину акрилового сополімеру з ПАР етоксилату ізодецилового спирту) і без в’яжучих речовин, окисним модифікуванням ВНТ й інтеркалюванням природного графіту концентрованою сульфатною кислотою; неперервного синтезу наночастинок графену (НЧГ) та композицій НЧГ-ВНТ анодним окисненням фольги ТРГ та системи ТРГ-ВНТ без в’яжучого в слабо лужному електроліті в регульованих режимах, для суттєвого здешевлення процесу одержання ефективних зносостійких ущільнюючих матеріалів із високочистого ТРГ, стійких суспензій НЧГ і НЧГ- ВНТ, як ефективних наповнювачів полімерних матеріалів, основи високо теплопровідних плівок, їх оптимізації за складом і вмістом, з’ясуванню природи взаємодії частково окиснених графенових площин між собою та очищаючими реагентами. Експериментально показано, що об’єднання в один процес синтезу окисненого графіту (інтеркалювання графіту анодною обробкою в концентрованій сульфатній кислоті або розчином біхромату калію в концентрованій сульфатній кислоті, з подальшим гідролізом), і хімічну очистку з використанням як очищаючих реагентів розчинів біфториду амонію в сульфатній кислоті та трилону Б в лужному буфері, дозволяє одержати терморозширений графіт високої чистоти, з вмістом вуглецю більше 99,75% мас. Методами рентгенофазового аналізу та термогравіметрії показано, що взаємодія окисненого графіту (залишкової сполуки інтеркалювання графіту сульфатною кислотою) з очищаючими реагентами не зменшує здатність до розширення. Величина втрати маси окисненого графіту за різними варіантами хімічної доочистки й температурний інтервал такої втрати залишаються практично незмінними. Введення пружної компоненти ВНТ до складу композиційного матеріалу ТРГ–ВНТ як з використанням в’яжучого (дисперсія ВНТ у водному розчині акрилового сополімеру з етоксилатом ізодецилового спирту, так званого «клею постійної липкості», відповідно до технологічного регламенту виробництва набивки), так і спільним окисненням природного графіту з ВНТ анодною обробкою або хімічним окисненням розчином біхромату калію в концентрованій сульфатній кислоті в кількостях від 0,1 до 1,0 % мас. збільшує механічні характеристики, а саме відновлюваність на 18-38 %, а з урахуванням зменшення зносу збільшує терміни експлуатації ущільнень майже вдвічі. Розроблено спосіб електрохімічного синтезу наночастинок графену або композицій НЧГ-ВНТ, що включає переміщення керованим механічним при- строєм зі швидкістю 0,5 – 3,0 см/годину стрічки із армованої скляним волокном фольги ТРГ або фольги ВНТ–НЧГ, яка є анодом, через ванну з розчином електроліту (калій гідроксиду), розділеною мембраною на анодний та катодний простір, з напруженістю електричного поля 2 – 30 В/см, електролітичне розшарування графітової стрічки. Швидкість руху розчину електроліту калій гідроксиду регулюють, контролюючи оптичну густину суспензії НЧГ або НЧГ–ВНТ, що утворюється. Спосіб дозволяє реалізувати дворівневу систему керування розмірами (товщина та площа) НЧГ або НЧГ–ВНТ з використанням в якості прекурсору щільних матеріалів з ТРГ або ТРГ–ВНТ (з параметрами структури, які регулюються) та анодного окиснення з мембранною сепарацією, управлінням режимами процесу (концентрація, швидкість, густина струму, час). Методами квантовохімічних розрахунків проведених за допомогою програми GAMESS (US) методом теорії функціонала густини (DFT) з функціоналом B3LYP і базисним набором 6-31G(d,p) з врахуванням дисперсійної поправки Грімме - D3 в межах поляризаційного континууму РСМ були з’ясовані деякі геометричні та енергетичні параметри об'єктів, що розглядалися. Ключові слова: сполуки інтеркалювання графіту, терморозширений графіт, термогравіметрія, рентгенівська дифракція, відновлюваність, наночастки графену, метод функціоналу густини, кластерне наближення. Registration Date 2024-09-09 popup.nrat_date 2024-09-09 Close