ИСТИНА

В настоящей работе проведено систематическое изучение особенностей процесса электрохимического окисления (I = 100 мкА) пиролитического графита в серной кислоте различной концентрации (10 – 94%). Показано, что уменьшение содержания серной кислоты в электролите сопровождается: 1) сглаживанием кривых заряжения; 2) увеличением потенциалов образования одноименной ступени. В 94%-ной H2SO4 получен бисульфат графита (БГ) I – III ступеней. Понижение концентрации серной кислоты в электролите ограничивает возможности синтеза и позволяет получать менее насыщенные ступени. Так, в 70%-ной H2SO4 максимально насыщенным продуктом является бисульфат графита II ступени, в 50%-ной H2SO4 – БГ III, а в 30%-ной - только VI ступень бисульфата графита. Поляризация графита в 10%-ной H2SO4 сопровождается образованием дефектной фазы графита (d0 = 3.40 Å). Синтез бисульфата графита в электролите с концентрацией  50% требует более жестких по сравнению с классической системой (графит – 94%-ная H2SO4) условий синтеза, а именно больших затрат электричества и более высоких потенциалов. Показано, что в электролите, содержащем  50 % H2SO4, некоторая часть электричества затрачивается на протекание побочных процессов. В частности, реакция «переокисления» графитовой матрицы приводит к увеличению заряда макрокатиона и уменьшению толщины заполненного слоя (di) до аномально низких значений. Например, для бисульфата графита VI ступени, полученного в 30%-ной H2SO4, di составляет 7.75 Å по сравнению с 7.98 Å для классического бисульфата графита. Кроме того, в разбавленных растворах существенную роль играет реакция гидролиза БГ, которая определяет получаемую ступень. Показано, что образцы, синтезированные в разбавленных растворах, обладают меньшей термической устойчивостью по сравнению с классическим бисульфатом графита, что выражается в понижении температуры начала разложения на 10 – 20 оС. Отличительной особенностью образцов, полученных в разбавленных растворах серной кислоты, является наличие большого числа поверхностных функциональных групп, о которых однозначно свидетельствуют данные масс-спектрометрии и ИК – спектроскопии: для этих образцов характерен дополнительный эффект в области низких температур, сопровождающийся выделением диоксида углерода и воды.