Авторы: Ю.А. Захаров, Г.Ю. Сименюк, В.Г. Додонов, Н.С. Захаров, И.Ю. Зыков, Н.И. Федорова, Т.О. Сергина, Д.Г. Якубик

Название статьи: Анализ надатомной структуры с-матрицы, полученной из антрацита Кийзасского разреза методом малоуглового рентгеновского рассеяния

Год: 2024, Номер: 6, Страницы: 58-67

Отрасль знаний: 2.6.12. Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ

Индекс УДК: 661.666.1

DOI: 10.26730/1999-4125-2024-6-58-67

Аннотация: В работе показано, что наиболее значимым этапом при создании углерод-матричных композитов, таких как суперконденсаторы, является выбор углеродной подложки, которая должна обладать рядом весьма высоких требований, достичь которых невозможно без подключения современных физико-химических методов исследования, что определяет актуальность работы. Методами малоуглового рентгеновского рассеяния, CHNOS-анализа, а также ИК-спектроскопии была исследована углеродная матрица, полученная при высокотемпературной (800°С) щелочной (KOH) активации антрацита Кийзасского разреза Кузнецкого бассейна. Используя методы CHNOS-анализа и ИК-спектроскопии, показано, что в изучаемой углеродной матрице содержатся кислородсодержащие функциональные группы (–OH, –C–O–, С=O), которые могут участвовать в Red-Ox реакциях при формировании на ее поверхности нанотолщинных пленок и анизометричных кристаллов наполнителей, таких как смешанные оксиды марганца (Mn_xO_y) или кобальта (Co_xO_y), а также наночастиц благородных металлов, таких как серебро, золото или платина. При анализе данных, полученных методом малоуглового рентгеновского рассеяния, было установлено, что изучаемая углеродная матрица обладает развитой системой пор (каналов). Анализ экспериментальных кривых малоуглового рентгеновского рассеяния и дальнейшее построение на их основе массовых функций распределений неоднородностей по размерам позволил выделить различные типы неоднородностей: 2–2,5 нм, 5–9 нм, а также 12–16 нм, и наиболее значимую часть неоднородностей с размерами 170–400 нм. При сопоставлении взаимодополняющих экспериментальных данных в работе был сделан вывод о перспективности применения выбранной С-матрицы при создании на ее основе углерод-матричных композитов для их применения в нано-(микро)электронике, а также значимой роли малоуглового рентгеновского рассеяния при ее характеризации.

Ключевые слова: малоугловое рентгеновское рассеяние углеродные материалы суперконденсаторы наноструктурированные композиты антрацит щелочная активация

Дата получения: 13.08.2024

Дата одобрения: 22.11.2024

Дата опубликования: 05.12.2024

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ