ИСТИНА

Объектом исследования являются анизотропные углеродные наноструктуры – малослойные графитовые фрагменты (2D-УНС), многослойные углеродные нанотрубки (1D-УНС) и их азотзамещённые аналоги, а также ионные жидкости и их растворы в ацетонитриле. Целью диссертационной работы является синтез и комплексная физико-химическая характеризация 1D и 2D анизотропных углеродных наноструктур, в т.ч. азотзамещённых, а также их изучение в качестве электродов суперконденсаторов на основе высоковольтных ионных жидкостей. Научная новизна результатов исследования: 1. Получен новый углеродный материал, представляющий собой малослойные графитовые фрагменты с высокой площадью поверхности (до 1720 м2/г) и развитой мезопористостью, которая улучшает доступность внутренней поверхности пор ионам электролита и повышает плотность заряда. 2. Установлено влияние окислительной модификации гетерозамещенных УНС на их морфологические особенности, пористые характеристики, дефектность и состав функциональных групп. 3. Впервые определены механизмы процессов деградации азотсодержащих групп в структуре N-УНС. Показано, что термическая стабильность азотных форм увеличивается в ряду: пиридоновый N < пиридиновый N, пиррольный N < замещающий N. 4. Впервые определены транспортные свойства ионных жидкостей на основе тетраалкиламмонийных и имидазолиевых катионов (N+Me4TFSI-, N+Et4TFSI-, N+Bu4TFSI- и EMIMTFSI, BMIMTFSI) и их растворов в ацетонитриле. Предложен оптимальный состав электролитов для тестирования электродных материалов в составе СК. 5. Установлено, что степень гетерозамещения и мезопористость материала оказывают определяющее влияние на его ёмкостные характеристики в составе СК. Использование N-УНС с наибольшей удельной площадью поверхности и содержанием азота (10.9 ат. %) обеспечивает достижение высоких значений удельной ёмкости (193 Ф/г) и удельной энергии СК (57.1 Вт•ч/кг).