ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Проведено систематическое экспериментальное исследование 20 бинарных систем оксид графита (типа Б-ГО или типа Н-ГО) – полярная жидкость (ПЖ) методами ДСК, РФА, изопиестическим и термогравиметрическим методами. Определены равновесные сорбции для Б-ГО и Н-ГО при комнатной температуре и температуре плавления ПЖ и соответствующие изменения межплоскостных расстояний (набухание) в этом температурном интервале. Проведено сравнительное исследование сорбции и набухания для порошков и мембран Н-ГО. Предложена простая термодинамическая модель, описывающая зависимости сорбции/набухания в системах Б-ГО/Н-ГО – ПЖ от температуры и давления, и квазиравновесная модель, описывающая закономерности диффузии H2O сквозь мембрану Н-ГО. В нескольких системах Б-ГО – полярная жидкость при изменениях температуры и давления впервые обнаружены фазовые переходы. Показано, что их можно рассматривать как инконгруентное плавление/ перетектические точки в бинарных системах. Набухшие структуры Б-ГО рассматривались, как слоевые структуры (несколько слоев полярной жидкости между плоскостями оксида графита). Получены характеристики «слоя» полярной жидкости (сорбционная емкость, толщина). Показано, что фазовые переходы наблюдаются между структурами с двумя и одним и пятью и четырьмя слоями полярной жидкости в межплоскостном пространстве Б-ГО. В системе Б-ГО-ацетонитрил впервые наблюдалось явление деламинации набухшей структуры Б-ГО. Показано, что распространенное в литературе представление о существовании в бинарных системах БГО-ROH, где R=CH3-, C2H5-…….C9H18- , структур с параллельным и перпендикулярным расположением слоев полярной жидкости неверно. Лучшее описание эксперимента дает модель, в которой существуют только параллельные слои, причем их количество увеличивается по ряду от CH3-, C2H5-…к C9H18 - . Авторы проекта впервые предложили использовать радикалы-зонды для исследования систем Б-ГО, НГО- ПЖ. -Показано, что в системах БГО-CH3CN, БГО-CH3ОН ЭПР спектры позволяют фиксировать фазовые переходы типа «инконгруентное плавление». При температурах фазового перехода на температурных зависимостях эффективных коэффициентов вращательной диффузии найдены характерные аномалии. Уменьшение межплоскостных расстояний (фазовый переход) ограничивает вращательную подвижность радикалов на внутренней поверхности ОГ. - В межплоскостном пространстве набухших структур оксидов графита обнаружены радикалы-зонды с высокой вращательной подвижностью. Получено прямое экспериментальное подтверждение существования подвижных слоев полярных жидкостей внутри набухших образцов ОГ. Это имеет существенное значение для понимания и теоретического описания процессов диффузии сквозь ГО-мембраны. - Для мембран НГО получены зависимости ЭПР-спектров радикалов-зондов от положения образца относительно вектора магнитного поля. Показано, что радикалы-зонды, сорбированные на внутренней поверхности оксида графита, ориентированы в пространстве, и по распределению ориентаций радикалов можно судить о параллельности плоскостей в мембранах ОГ. Таким образом, впервые разработаны основы методики, позволяющей количественно описать пространственную ориентацию слоев в мембранах ОГ и предлагающей способ (критерий) оценки качества мембран ОГ.