АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Получение фенолфталеина 7
1.2 Меламин 9
1.2.1 Физические свойства меламина 10
1.2.2 Продукты конденсации меламина 12
1.2.3 Термообработка и анализ ИК-спектроскопии меламина 15
1.3 Нитрид углерода 21
1.3.1 Рентгенофазный анализ нитрида углерода 23
1.3.2 ИК-спектроскопия нитрида углерода 25
1.4 Углеродсодержащие материалы стеклоуглерод и графит 26
1.4.1 Получение и применение графита 26
1.4.2 Получение и электропроводность графита 29
1.5 Зарубежные результаты изучения модифицированных углеродсодержащих
материалов 32
1.5.1 Линейные конденсационные полимеры из фенолфталеина и родственных
соединений 32
1.5.2 Порошковый синтез и характеристика аморфного нитрида углерода 33
1.5.3 Получение и характеристика графитового нитрида углерода пиролизом
меламина 33
1.5.4 Суперконденсаторы, полученные из углерода на основе меламина 34
1.5.5 Полупроводник в семействе нитридов углерода 35
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37
2.1 Объект исследования и методика синтеза углеродсодержащих образцов,
модифицированных азотом 37
2.2 Определение фазового состава 40
2.3 ИК-спектроскопия 41
2.4 Метод измерения электропроводности углеродных материалов 42
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 44
3.1 Результаты анализа потери массы образцов после термообработки 44
3.2 Результаты изучения фазового состава 47
3.3 Результаты изучения электропроводности углеродных материалов 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
Углеродсодержащие материалы, модифицированные азотом, представляют особый интерес как в фундаментальном, так и в прикладном значении.
Перспективным подходом для изменения электронных свойств графита является модифицирование гетероатомами.
Синтез объемного нитрида углерода обычно осуществляют путем термолиза различных продуктов, таких как меламин, мочевина, тиомочевина, дицианамид [1].
Однако меламин обычно способствует образованию более чистого и лучше кристаллизованного продукта с более высоким выходом нитрида углерода.
По прошлогодним исследованиям в качестве источника углерода, использовали сланцевый пек, но для получения более чистого продукта с большим содержанием углерода, взяли фенолфталеин, очищенный методом кристаллизации.
Актуальностью работы является, что атом азота содержит один дополнительный электрон, и при замене атома углерода в решетке графита на атом азота могут проявиться новые электронные свойства, например, при использовании таких материалов в качестве электродов модифицирование азотом увеличивает емкость суперконденсаторов, емкость аккумуляторов, селективность при разделении газовых смесей, оказывает влияние на электропроводность.
На основе проведенного литературного обзора определили цель работы - синтез и исследование свойств углеродно-азотных материалов на основе фенолфталеина и меламина.
Определены задачи работы:
1 Разработка методики синтеза углеродно-азотных материалов термолизом смесей меламина и фенолфталеина;
2 Исследование ИК-спектров и фазового состава продуктов;
3 Определение границ существования твердых растворов;
4 Изучение электропроводности углеродных материалов. И определение влияния на нее концентрации азота.
В результате проведенной работы разработана методика синтеза углеродных материалов,модифицированных азотом. Выявлены особенности физико-химических свойств образцов (морфология, образование фаз
и электропроводность), которые характеризуют его как перспективный материалом для производства суперконденсаторов, батарей и топливных элементов, анодов для получения пероксида водорода, селективных адсорбентов, газовых сенсоров.
