Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 12
1.1. Графит – аллотропная модификация углерода 12
1.2 Физико-химические свойства графита 13
1.3 Химия поверхности графитов 16
1.4 Производные графита: окисленный и терморасширенный графит, графен 1.4.1 Бисульфат графита 22
1.4.2 Нитрат графита 23
1.4.3 Электрохимический способ получения ИСГ 25
1.4.4 Термическое расширение ИСГ 26
1.4.5 Технологические аспекты получения окисленного графита 29
1.4.6 Области применения окисленного и терморасширенного графита 31
1.4.7 Получение графена и оксида графена 34
1.4.8 Применение углеродных наноматериалов в композиционных электрохимических покрытиях 38
ГЛАВА 2. Методика эксперимента 43
2.1. Технология процесса химического окисления и терморасширения графита 43
2.2. Исследования электрохимических и коррозионных свойств ОГ и ТРГ.
2.2.1 Измерение окислительно-восстановительного потенциала систем 45
2.2.2 Определение показателей коррозии с помощью ускоренных испытаний 46
2.2.3 Исследование электрохимических свойств ОГ и ТРГ 48
2.2.4 Исследование электрокаталитической активности ОГ и ТРГ 48
2.3 Определение свойств окисленного графита и терморасширенного графита 50
2.3.1. Рентгенофазовый анализ 50
2.3.2 Синхронный термический анализ с анализом исходящих газов 51
2.3.3 Элементный состав окисленного и терморасширенного графита 52
2.3.4 ИК-Фурье спектроскопия 52
2.3.5 Определение удельной поверхности з
2.3.6 Определение поверхностных групп методом рН-потенциометрии 53
2.3.7 Определение в окислительной композиции содержания азота в нитратной форме и окисной форме 53
2.4 Методика синтеза суспензий оксида графена и исследование их свойств 54
2.4.1 Механохимическая активация окисленных графитов 54
2.4.2 Приготовление суспензий оксида графена 54
2.4.3 Определение размера и заряда частиц 55
2.5 Исследование свойств композиционных покрытий 55
2.5.1. Сканирующая зондовая микроскопия 55
2.5.2. Просвечивающая электронная микроскопия 56
2.5.3. Определение микротвердости покрытия 56
2.5.4. Определение способности покрытия к паяемости 57
Глава 3. Экспериментальная часть 58
3.1 Анализ окислительной способности системы 58
{графит – H2SO4 – [Ox]} 58
3.2 Разработка способа получения окисленного графита 63
3.2.1 Анализ графитового сырья пригодного для производства ОГ 63
3.2.2 Исследование окислительной способности системы {H2SO4 – NH4NO3 – (NH2)2CO – графит} 68
3.2.3 Исследование каталитического способа получения ОГ 75
3.2.4 Зависимость степени расширения ОГ от его структуры, химического состава и термохимических свойств 83
3.3 Модификация ТРГ ионами Al3+, Mg2+, MoO42- 95
Глава 4. Разработка технологической схемы получения окисленного графита 103
4.1 Моделирование стадии приготовления раствора окисления 103
4.2 Моделирование стадии химического окисления и гидротермальной обработки 108
Глава 5. Перспективные направления применения окисленных углеродных материалов 119
5.1 Механохимическая активация 119 5.2 Применение окисленного и терморасширенного графита для получения
коллоидных растворов оксида графена 124
5.2.1 Использование ТРГ для получения коллоидных растворов оксида графена 125
5.2.2 Использование ОГ для получения коллоидных растворов оксида графена 129
5.3 Получение композиционных электрохимических покрытий из электролитов с добавками коллоидных растворов окисленного и терморасширенного графита 133
5.4 Исследования электрохимических свойств ОГ и ТРГ, модифицированных Fe2+,
Ni2+, Co2+, Cu2+, Zn2+ 146
Заключение 154
Список литературы 158
