Регистрация / Вход
Прислать материал

Синтез композита на основе FeCl2·4H2O и полиакрилонитрила под действием нагрева

Фамилия
Годаев
Имя
Баин
Отчество
Сергеевич
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
Академическая группа
МКТ-13-1
Научный руководитель
д.т.н., доц. Козлов В.В.
Название тезиса
Синтез композита на основе FeCl2·4H2O и полиакрилонитрила под действием нагрева
Тезис

В современном мире разрабатывают композиционные наноматериалы такие, как Fe/C, полученные на основе солей Fe и полиакрилонитрила (ПАН), в качестве фильтров для очищение сточных вод, а также анодных материалов для Li-ионных батарей с большой емкостью.

Целью данного исследования состояла в разработке методики получения композита и анализе его структуры на основе FeCl2·4H2O и ПАН.

В данной работе использовались следующие методы: УФ спектроскопия (Evolution 300) и ИК спектроскопия (Nicolet iS5).

На основании полученных УФ спектров раствора ПАН (СПАН=0,2 масс.%) в 25 мл диметилформамида (ДМФА) при 25 0С были выявлены характерные полосы поглощения: λ1=273 нм, λ2=308 нм, отвечающие соответственно за электронный переход π→π* для групп C≡N в ПАН, за взаимодействие групп C≡N ПАН с ДМФА с последующим образованием комплексных соединений. При выдержке раствора ПАН/ДМФА при 25 0С со временем наблюдается увеличение интенсивности поглощения в области λ2=308 нм, что соответствует повышению количества ассоциатов.

При добавлении FeCl2·4H2O (СFe=0,5 масс.%) в ПАН/ДМФА выявлена полоса поглощения λ2=307 нм, отвечающая за образованием комплексов, как результат взаимодействия групп C≡N ПАН с Fe2+, являющимся источником наночастиц в композите.

ИК спектры пленок ПАН/ДМФА и FeCl2·4H2O/ПАН/ДМФА, полученных при 60-80 0C, демонстрируют наличие полос в области ν=2242 см-1, указывающие на валентные колебания C≡N группы, и более интенсивный пик в области ν=1666 см-1, свидетельствующий о присутствии амидных групп ДМФА, уменьшение и последующее исчезновение которого происходит при нагревании до 120 0С.

Проведен термодинамический расчет восстановления металлов из их солей и оксидов газообразными продуктами пиролиза ПАН. Установлено, что реакции восстановления могут протекать при температурах выше 1000 С за счет H2, CO, выделяющихся при деструкции ПАН под действием нагрева.

Таким образом, исследован процесс получения композита FeCl2·4H2O/ПАН/ДМФА методами УФ спектроскопии и ИК спектроскопии, установлено, что испаряется ДМФА из пленок ПАН со временем и при повышении температуры до 120 0С, что соответствует уменьшению интенсивности поглощения в области ν=1666 см-1.