Введение
Глава 1. Обзор литературы 16
1.1 Одностенные углеродные нанотрубки (ОСУНТ) 16
1.1.1 Структура ОСУНТ 16
1.1.2 Методы получения ОСУНТ 22
1.2. Современная классификация метананотрубок 24
1.2.1. Допированные нанотрубки (X:ОСУНТ) 25
1.2.2. Функционализированные нанотрубки (X-ОСУНТ) 25
1.2.3. Декорированные нанотрубки (X/ОСУНТ) 26
1.2.4. Заполненные нанотрубки (X@ОСУНТ) 26
1.2.5. Гетерогенные нанотрубки (X ОСУНТ)
1.3. Углеродные нановолокна 27
1.4. Топливные элементы с использованием углеродных нановолокон
1.4.1. Принцип работы мембранно-электродного блока топливного элемента 29
1.4.2. Использование топливых элементов 30
1.4.3. Углеродные электроспиннинговые нановолокна, как часть газодиффузионных слоев новых топливных элементов 32
1.4.4. Использование наночастиц благородных металлов для каталитических слоев топливных элементов 33
1.5. Современные методы электронной микроскопи для исследования нанокомпозитов34
1.5.1. Микроскопия с коррекцией аберраций 34
1.5.2. Низковольтная электронная микроскопия 36
1.5.3. Электронная томография 38
Глава 2. Материалы и методы исследования 39
2.1. Материалы 39
2.1.1. Получение ОСУНТ методом электродугового испарения 39
2.1.2. Получение ОСУНТ методом каталитического химического осаждения из газовой фазы 40
2.1.3. Заполнение ОСУНТ капиллярным методом 43
2.1.4. Формирование модельных каталитических систем Pt/ПДДА/ОСУНТ/СУ, Pt/ ПСС/ОСУНТ/СУ и Pt-Pd/сажа/СУ 44
2.1.5. Получение нанокомпозитов Ме/УНВ 47
2.2. Методы исследования структуры 49
2.2.1. Пробоподготовка для электронной микроскопии 49
2.2.2. Методы электронной микроскопии 49 2.2.3. Компьютерное моделирование 1D кристаллов 52
Глава 3. Структура нанокомпозитов типа X@ОСУНТ 55
3.1. 1D CoI2@ОСУНТ 55
3.2. 1D CuI@ОСУНТ и 1D CuI@ОСУНТ (CCVD) Dср = 1.5-2.0 нм 58
3.3. 3D CuI@ОСУНТ (CCVD) D = 2.0-2.5 нм. Определение порогового значения диаметра ОСУНТ для образования трёхмерных кристаллов 67
3.4. 1D TbBrх@ОСУНТ 75
Глава 4. STRONG Структура нанокомпозитов на основе углеродных носителей, декорированных
металлами, для каталитических систем STRONG 87
4.1. ОСУНТ со связующими полимерами, декорированные платиной (X/ОСУНТ) 87
4.1.1. Структура нанокомпозита Pt/ ПДДА/ОСУНТ 87
4.1.2. Каталитические свойства нанокомпозитов Pt(Ru)/ ПДДА/ОСУНТ 94
4.1.3. Структура нанокомпозитов Pt/ПСС/ОСУНТ 97
4.1.4. Каталитические свойства нанокомпозитов Pt/ПСС/ОСУНТ 100
4.2. Биметаллические нанокомпозиты (Pt-Pd) на саже 102
4.2.1. Структура биметаллических нанокомпозитов Pt-Pd/С 102
4.2.2. Каталитические свойства нанокомпозитов Pt-Pd/С 109
Глава 5. Формирование структуры нанокомпозитов Pt/УНВ для каталитических систем нового мембранно-электродного блока топливного элемента 113
5.1. Структура ПАН-матов и отдельных УНВ, полученных методом электроспиннинга113
5.2. Графитизация УНВ в присутствии частиц железа 118
5.3. Структура углеродных нановолокон, декорированных Pt (Pt/УНВ) 123
5.4. Тестирование нанокомпозитов в качестве слоев МЭБ ТЭ 132
Выводы 133
Список сокращений 135
Список литературы 137
