ИСТИНА

1. Впервые измерены стационарные потенциалы Pt- индикаторного электрода в растворах HNO3 – R, где R=CH3COOH, H3PO4, H2SO4 относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Установлено, что существует строгая корреляция между концентрацией азотной кислоты в растворе и редокс-потенциалом смешанного раствора. Высказано предположение, что граница образования СВГ в указанных растворах лежит вблизи точки перегиба зависимости E(CHNO3). Показано, что в системе HNO3 – H2SO4 редокс- потенциал раствора не зависит от массового соотношения компонентов в и составляет 1.400.1В. 2. Комплексом физико-химических методов исследовано спонтанное взаимодействие высокоориентированного пиролитического графита в растворах HNO3 – R, где R – CH3COOH, H3PO4, H2SO4, обладающие различной реакционной способностью по отношению к графиту. Показано значительное расширение концентрационных областей образования различных ступеней СВГ в указанных системах по сравнению с системой графит – HNO3 – Н2О. Подтверждена высказанная ранее точка зрения, что порог внедрения находится вблизи точки перегиба зависимости E(CHNO3). 3. Показано существенное влияние реагента R на процесс интеркалирования графита в растворах HNO3 – R. Установлено, что в зависимости от природы R реакция протекает по трем различным направлениям: в системе графит – HNO3 – CH3COOH наблюдается образование фазы бинарного СВГ – нитрата графита, в системе графит – HNO3 – H3PO4 впервые осуществлен синтез коинтеркалированного СВГ II cтупени (di=8.15Å) и предложен механизм его образования; в системе HNO3 – H2SO4 впервые установлено образование коинтеркалированного СВГ I ступени переменного состава, определяемого соотношением кислот в растворе. Таким образом, способность коинтеркалировать графит в тройных системах графит – HNO3 – R зависит от силы кислоты, также как это было установлено для бинарных систем. 4. Впервые методами потенциометрии и калориметрии исследована динамика спонтанного взаимодействия графита в растворах HNO3 – R. Установлено, что характер зависимостей E(t) и W(t) определяется соотношением HNO3 : R и природой реагента R. Показано, что и в тройных системах графит HNO3 – R соблюдается одна из основных закономерностей процесса внедрения, установленных ранее для бинарных систем: номер ступени и конечный потенциал СВГ строго соответствует редокс-потенциалу окислительного раствора. Конечный потенциал СВГ, синтезируемых в растворах HNO3 – R превышает Ек нитрата графита, полученного в системе графит – HNO3 – H2O, что, вероятно связано с изменением состава и структуры смешанных растворов. 5. Систематически изучено анодное окисление графита в растворах HNO3 – R в гальваностатическом режиме (I=1.5mA) при варьировании объемного соотношения HNO3 : R. Показано, что электрохимическая обработка графита в системе графит – HNO3 – CH3COOH приводит к образованию I и II ступеней нитрата графита. Отмечено, что ступенчатый вид кривых заряжения имеет тенденцию к сглаживанию по мере увеличения содержания CH3COOH в электролите. Установлено, что фазовый состав образцов, полученных при электрохимическом окислении графита в растворах HNO3 – H3РО4 зависит от соотношения кислот. Впервые гальваностатическим методом в смешанном электролите при объемном соотношении HNO3 : H3РО4=1:0.5-2 осуществлен синтез коинтеркалированного СВГ I ступени. Кривые заряжения имеют характерный ступенчатый вид в начальный период на стадии образования НГ и практически монотонное возрастание потенциала на ~0.07В при увеличении Q>600Кл/г на стадии образования ТСВГ. 6. Методами потенциометрии, калориметрии и РФА исследовано поведение нитрата графита I-V ступеней в различных средах (Н2О, CH3COOH, H3PO4, H2SO4). Показано, что взаимодействие в системе НГ – R протекает по трем различным направлениям. В ледяной уксусной кислоте происходит повышение номера ступени НГ nn+1, сопровождающееся образованием модифицированного НГ за счет коллапса графитовых слоев. В безводной фосфорной кислоте наблюдается образование коинтеркалированного СВГ II-IV ступеней (di= Å) путем обменной реакции в слое. В серной кислоте идет реакция спонтанного внедрения H2SO4 в матрицу НГ, приводящая к получению бисульфата графита I ступени, что обусловлено окислительно-восстановительной реакцией в слое между H2SO4 и HNO3. Установлено что энтальпия реакции НГ + H2 SO4 зависит от номера ступени исходного НГ, а кривые тепловыделения имеют в данной системе имеют необычный двугорбый вид Таким образом, экспериментальные результаты однозначно показывают, что особенности, и характер вторичного интеркалирования напрямую зависит от природы (кислотности) реагента R. 7. Изучены физико-химические свойства полученных СВГ. Показано, что основные характеристики (m, Ic, Hобр, Hразл) определяются номером ступени СВГ. Впервые проведен термический анализ синтезированных соединений и окисленного графита на их основе. 8. Полученные результаты послужили научной основой для разработки новой экономичной технологии получения материалов с регулируемым набором свойств. Эксперименты, проведенные на порошках природного графита с использованием минимального расхода реагентов, подтвердили перспективность нового метода получения модифицированного окисленного графита, путем последовательной обработки графита сначала азотной кислотой, а затем полученного НГ реагентом R. В настоящее время предложенные методы синтеза проходят испытания на Кирово-Чепецком Химкомбинате.