Регистрация / Вход
Прислать материал

Синтез композита полиакрилонитрил/активированный уголь

Фамилия
Гильфанова
Имя
Альбина
Отчество
Айдаровна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
Академическая группа
МКТ-13-1
Научный руководитель
д.т.н., проф. Козлов В. В.
Название тезиса
Синтез композита полиакрилонитрил/активированный уголь
Тезис

Одним из перспективных направлений в исследованиях является разработка электродов для суперконденсаторов на основе полиакрилонитрила (ПАН), наполненных активированным углем (АУ), обладающих высокими значениями электропроводности (10-4-10-3 См/см) и удельной поверхности (1500 м2/г).

Цель работы заключается в получении композита ПАН/АУ при ИК-нагреве и исследовании его свойств.

Исследования проводились с помощью УФ спектроскопии (Evolution 300) и ИК спектроскопии (Nicolet iS5).

На УФ спектре раствора ПАН в диметилформамиде (ДМФА), приготовленного при 25оС (С(ПАН)=0,2 мас. %), поглощение около 270 нм связано с электронным переходом π→π* в группе С≡N в ПАН. Полоса около 316 нм - образование ассоциатов макромолекул ПАН в ДМФА. Повышение интенсивности около l=316 нм при выдержке в течение 35 дней при 25оС указывает на возрастание образования ассоциатов макромолекул ПАН.

На УФ спектре смеси ПАН/АУ/ДМФА, приготовленного при 25оС (С(ПАН)=0,2 мас. %, С(Сакт)=15 мас. %), пик около 270 нм отвечает за электронный переход π→π* в группе С≡N в ПАН. Предполагается, что l=312 нм связана с образованием связей между  ПАН и АУ, т.к. происходит батохромный сдвиг пиков, указывающий на уменьшение Eg (Eg(270)=4,6 эВ, Eg(272)=4,56 эВ; Eg(312)=3,98 эВ, Eg(321)=3,87 эВ).

На ИК спектре пленки ПАН полоса ν=2242 см-1 принадлежит группе С≡N, что согласуется с УФ спектроскопией (l=270 нм). Полосы 1449 и 2926 см-1 - колебания связей -СН2- и -СН- в ПАН, соответственно. Присутствие амидной группы (С=О) соответствует ν=1666 см-1. Отношение оптических плотностей (D) полос с выдержкой ПАН в течение 34 дней подтверждает уменьшение содержания свободного ДМФА (D(2242)/D(1666)=0,4; D(2243)/D(1664)=0,7). Содержание свободного ДМФА меняется незначительно в пленки ПАН/АУ после выдержки в течение 14 дней (D(2241)/D(1664)=0,65; D(2242)/D(1663)=0,6).   

Таким образом, полоса УФ спектра в смеси ПАН/АУ около l=300 нм указывает на связь ПАН - АУ; ИК спектры пленки ПАН после выдержки в течение 34 дней при 25оС подтверждают уменьшение содержания свободного ДМФА (D(2242)/D(1666)=0,4; D(2243)/D(1664)=0,7); в пленке ПАН/АУ содержание свободного ДМФА меняется незначительно после выдержки в течение 14 дней (D(2241)/D(1664)=0,65; D(2242)/D(1663)=0,6).