Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор «углеродные наноматериалы, допированные азотом» 14
1.1. История вопроса 14
1.2. Синтез N-УНМ 19
1.2.1. Влияние условий синтеза на содержание азота в N-УНМ 25
1.3. Механизм каталитического роста УНМ и N-УНМ 28
1.4. Функциональные свойства N-УНМ 1.4.1. Поверхностные свойства 38
1.4.2. Электрическая проводимость 40
1.5. Применение N-УНМ 44
1.5.1. Электрохимические устройства 44
1.5.2. Катализаторы 49
1.5.3. Носители катализаторов 56
1.5.4. Нанокомпозиты на основе N-УНМ 62
1.6. Заключение к Главе 1 64
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 68
2.1. Синтез объектов исследования 68
2.1.1. Синтез катализаторов роста N-УНВ 68
2.1.2. Синтез N-УНВ 69
2.1.3. Синтез нанокомпозитов на основе N-УНВ 71
2.2. Исследование физико-химических свойств синтезированных объектов 74
2.3. Изучение функциональных свойств синтезированных объектов 81
ГЛАВА 3. Физико-химические закономерности формирования углеродных нановолокон, допированных азотом 86
3.1. Синтез N-УНВ на металлических катализаторах различного
состава 86 3.2. Синтез N-УНВ на катализаторе 65№-25Си-А12Оз разложением различных углеводородов 97
3.3. Кинетические закономерности реакции разложения смеси этилен/аммиак на 65Ni-25 Си-А120з катализаторе 101
3.4. Структурные и текстурные свойства N-УНВ 107
3.5. Содержание азота в N-УНВ 117
3.6. Электронное состояние атомов в N-УНВ 121
3.7. Дефектность N-УНВ 127
3.8. Электрическая проводимость N-УНВ 133
3.9. Биологическая токсичность N-УНВ 137
3.10. Заключение к Главе 3 137
ГЛАВА 4. Механизм роста углеродных нановолокон, допированных азотом, НА NI-CU катализаторе 141
4.1. Исследование механизма роста N-УНВ на Ni-Cu катализаторе с привлечением методов исследования ex situ 141
4.1.1. Использование метода рентгенофазового анализа 141
4.1.2. Применение рентгеновской дифрактометрии с эффектом резонансного рассеяния 151
4.1.3. Использование метода EXAFS спектроскопии 153
4.1.4. Использование метода ПЭМ 155
4.1.5. Обсуждение раздела 4.1 158
4.2. Комплексное исследование механизма роста N-УНВ на Ni-Cu
катализаторе с привлечением метода РФА in situ, РФЭС, ПЭМ и
каталитических экспериментов 160
4.2.1. Рентгеновская камера-реактор in situ 161
4.2.2. Влияние температуры синтеза на состояние поверхности катализатора и свойства N-УНВ по данным РФЭС 170
4.2.3. Механизм встраивания азота в N-УНВ 174
4.2.4. Обсуждение раздела 4.2 175
4.3. Заключение кГлаве 4 180
ГЛАВА 5. Синтез и исследование нанокомпозитов на основе углеродных нановолокон, допированных азотом 182
5.1. Нанокомпозиты 0.3-30%РШ-УНВ 185
5.1.1. Физико-химические свойства 185
5.1.2. Каталитические свойства нанокомпозитов l-30%Pt/N-yHB в
реакции окисления СО 191
5.1.3. Каталитические свойства нанокомпозитов 0.3-10%Pt/N-yHB в реакции разложения муравьиной кислоты 192
5.1.4. Обсуждение результатов 199
5.2. Нанокомпозиты l-3%Ru/N-yHB 205
5.2.1. Физико-химические свойства 205
5.2.2. Каталитические свойства нанокомпозитов l-3%Ru/N-yHB в реакции аэробного жидкофазного окисления фенола 208
5.2.3. Обсуждение результатов 213
5.3. Нанокомпозиты 1%РсШ-УНВ 215
5.3.1. Физико-химические свойства 215
5.3.2. Каталитические свойства нанокомпозитов 1%Р(1ЛЧ-УНВ в реакции окисления СО 222
5.3.3. Обсуждение результатов 229
5.4. Нанокомпозиты Co304/N-yHB 233
5.4.1. Физико-химические свойства 233
5.4.2. Каталитические свойства нанокомпозитов СозОд/К-УНВ в реакции окисления СО 243
5.4.3. Емкостные свойства нанокомпозитов СозОд/ІЧ-УНВ 244
5.4.4. Обсуждение результатов
2 5.5. Композиты [жидкий кристалл-полимер-N-yHB] 250
5.6. Заключение к Главе 5 253
Выводы 258
Литература 264
