ИСТИНА

В последнее время всё больше внимание исследователей привлекает применение углеродных наноматериалов (УНМ) в качестве электродов для устройств хранения энергии. Одним из способов варьирования электрохимических свойств УНМ является модификация их поверхности функциональными группами и введение в структуру различных гетероатомов. Внедрение азота позволяет увеличить дефектность, а также добавляет псевдоемкость в материал, что улучшает электрохимические характеристики. Также растет интерес к внедрению в УНМ атомов кремния ввиду его высоких ёмкостных характеристик в литий-ионных аккумуляторах [1]. Несмотря на это, практических работ, посвященных синтезу кремний-допированных УНМ, а тем более содопированию кремнием и азотом, не так много. Данная работа посвящена оптимизации методов синтеза и изучению структурных особенностей кремний- и азот-допированных малослойных графитовых фрагментов (МГФ). МГФ представляет собой графеноподобный материал, обладающей высокой площадью поверхности и большим количеством краевых дефектов. Их синтезировали в кварцевом реакторе при 700-900ºС путем пиролитического разложения [2] различных смесей прекурсоров (гексан, бензол, тетраметилсилан (ТМС), ацетонитрил, гексаметилдисилоксан) на предварительно полученном темплате MgO. Введение гетероатомов происходило как во время синтеза, так и путем пост-допирования. Темплат удаляли кипячением в соляной кислоте и изучали методами СЭМ, ПЭМ, РФЭС, РФА, ТА. Показано, что в полученных материалов кремний встраивается в структуру графенового листа с образованием Si-C и SiCxOy типов связей. В случае смеси прекурсоров ацетонитрил-ТМС встраивание в структуру затруднено конкурентным допированием азотом. Установлено, что при внедрении кремния в структуру МГФ увеличивается межплоскостное расстояние. В дальнейшем полученные материалы будут исследованы в качестве анодного материала для литий-ионных батарей.