ИСТИНА

Химически модифицированный графен планируется получать методом микромеханического расслоения оксида графита в ультразвуковом поле с последующим восстановлением выделенных из оксида графита однослойных и двухслойных нанолистов. Фторирование оксида графита и химически модифицированного графена будет проводиться по методикам, сходным с теми, которые ранее использовалась для получения фторсодержащих фуллеренов. Полученные образцы фторированных оксида графита и химически модифицированного графена будут изучены разными физико-химическими методами. Полученные данные будут сопоставлены с результатами квантово-химических расчетов и на основании этого сравнения будут предложены наиболее вероятные модели строения фторированных оксида графита и химически модифицированного графена. Полученные в макроколичествах образцы фторированых оксида графита и химически модифицированного графена будут предложены для модифицирования фторсодежащих полимеров.

Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изучены состав и состояние элементов в композиционном материале, полученном при низкотемпературной полимеризации тетрафторэтилена в присутствии углеродного наноматериала, образующегося при взрывной эксфолиации оксида графита. Установлено, что в O1s спектре композита присутствует пик, который может быть приписан мостиковому атому кислорода, соединяющему атом кислорода графенового нанолиста с атомом углерода полимерной цепи. Возможность существования такой связи подтверждают также квантово химические расчеты методом функционала плотности энергетической структуры продуктов присоединения н-перфторбутильного радикала к фрагменту графенового листа (~15 × 15 Å2), содержащему одну гидроксильную группу и атом водорода на 112 атомов углерода (транс-1-гидрокси-2-гидропроизводному C112). Проведено фторирование восстановленного оксида графита фторидом ксенона при варьировании времени и температурного режима реакции. на основе данных рентгеноэлектронной микроскопии показано, что преимущественно происходит присоединение фтора по двойным углерод-углеродным связям. Максимальное содержание фтора достигается при времени обработки 2 часа, увеличение времени фторирования приводит к более глубокому окислению углерода и увеличению доли кислорода в образце, что указывает на большую склонность к дальнейшему окислению фторсодержащих фрагментов по сравнению с кислородсодержащими. Фторированный оксид графита в отличие от фторированного графита содержит CF2 и CF3 группы, что указывает на существенно большую долю краевых атомов углерода в нем по сравнению с графитом. Было проведено квантово-химическое моделирование фторсодержащих производных графена методом функционала плотности в приближении сильной связи с самосогласованным определением атомных зарядов (SCC-DFTB), реализованном в пакете программ DFTB+ с параметрами Слэтера-Костера pbc-0-3 для всех парных взаимодействий. Расчеты проводились с учетом периодических граничных условий, для чего использовалась суперъячейка приблизительно 17×17 Å. Нам удалось продемонстрировать основные тенденции в развитии мотивов присоединения на различных стадиях функционализации, в частности, стремление к компактному присоединению с образованием островков аддендов и постепенный рост средней энергии связи с выходом на насыщение при ~25% степени присоединения.