|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование слоистых структур на основе оксида графитаНИР
Experimental study and thermodynamic modeling of the layered structures based on graphite oxide
- Руководитель НИР: Авраменко Н.В.
- Ответственный исполнитель: Коробов М.В.
- Участники НИР: Волков Д.С., Михеев И.В., Парфенова А.М., Ребрикова А.Т., Сенявин В.М., Усольцева Л.О., Человская Н.В.
- Подразделение: НИЛ химической термодинамики
- Срок исполнения: 15 января 2019 г. - 31 декабря 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 19-08-00498
- Номер ЦИТИС: АААА-А19-119012990031-8
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Компьютерное моделирование наноматериалов, наноустройств и нанотехнологий
- Классификатор OECD: Химия – междисциплинарная, Физическая химия, Аналитическая химия
-
Ключевые слова:
полярные жидкости, сорбция, калориметрия дск, оксид графена, оксид графита, инконгруентное плавление, мембраны, набухание
phase transitions, polar liquids, graphite oxide, membranes, swelling, graphene oxide, incongruent melting, sorption -
Описание:
Цель работы – экспериментальное исследование и построение термодинамических моделей набухших слоистых структур на основе оксида графита (ОГ).
-
Abstract:
Graphite oxide (GO) is a promising material with excellent mechanical strengths for making membranes for filtration and separation of gases and fluids. In this project a comprehensive experimental study of macroscopic properties (sorption, swelling, phase transitions) for a series of GO based layered structures is proposed. The study will be focused mainly on GO membranes.To discuss the experimental data obtained the thermodynamic approach will be used wherein the swelled GO structures are considered as phases in the binary system of GO with the polar liquid. The stoichiometric and thermodynamic descriptions may be used as an experimental basis for the theoretical modeling to explain sorption and transport properties of the GO membranes.
-
Планируемые результаты:
На основании экспериментального исследования предполагается дать количественное описание макроскопических свойств (сорбция, межплоскостные расстояния, упорядоченность структуры) набухших слоистых структур на основе ОГ.
-
Научный задел:
В течение последних 5 лет авторы проекта ведут экспериментальные исследования и термодинамическое моделирование для систем, состоящих из углеродных наноматериалов (фуллерены, наноалмазы, оксид графита/графена) и органических жидкостей (РФФИ №15-03-02168).
- Добавил в систему: Авраменко Наталия Васильевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 15 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование слоистых структур на основе оксида графита |
| Результаты этапа: На основании экспериментальных исследований слоистых структур, полученных набуханием оксида графита в системах порошки оксида графита разного типа – нормальные спирты (от н-пропанола до н-нонанола) методами ДСК, РФА, ТГА, изопиестическим методом, определена сорбция и межплоскостные расстояния при различных температурах, зафиксированы фазовые переходы, подтверждено существования слоев полярной жидкости в межплоскостном пространстве. Обсуждено изменение свойств слоистых структур по ряду нормальных спиртов. Проведено сравнительное исследование порошков и мембран из сертифицированного материала НГО методами ДСК, РФА, изопиестическим методом. Проведено сравнение величин сорбции и межплоскостных расстояний. | ||
| 2 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование слоистых структур на основе оксида графита |
| Результаты этапа: Проведено сравнительное исследование мембран, приготовленных из ОГ с помощью различных методов синтеза (мембраны из БГО и НГО различных типов). При изучении сорбции использованы полярные жидкости (ацетонитрил, н-октанол, диметилформамид). Проведен поиск фазовых переходов в набухших мембранах. Исследована зависимость сорбционных свойств мембран от их толщины и изменение сорбционных свойств при частичном восстановлении ОГ. Исследована температурная зависимость межплоскостных расстояний в набухших мембранах. Построена стехиометрическая модель мембран. | ||
| 3 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование слоистых структур на основе оксида графита |
| Результаты этапа: Проведена экспериментальная оценка возможностей избирательной сорбции мембранами и порошками оксида графита (ОГ) из двухкомпонентных смесей полярных жидкостей. Получены значения сорбции ацетонитрила, воды и октанола-1 порошками и мембранами (H-GO, B-GO) при температуре плавления растворителей методом ДСК и при комнатной температуре изопиестическим методом. Разработана методика оценки ориентационной упорядоченности слоев ОГ в мембранах. Внедрение молекул полярных растворителей в межплоскостное пространство порошков и мембран оксида графита подтверждено методом РФА. Также показано, что сорбция ацетонитрила при комнатной для порошков больше, чем для мембран. Использование спинового зонда (NEMPO) встраиваемого в набухшие структуры ОГ позволило по спектрам ЭПР обнаружить жидкоподобное поведение полярных жидкостей в межплоскостном пространстве. Состояние и подвижность сорбированных жидкостей в межплоскостном пространстве набухшего оксида графита являются основными факторами, определяющими свойство проницаемости мембран ОГ. Было установлено, что метод спинового зонда является уникальным методом количественной оценки упорядочения слоев в мембранах из оксида графита. Последнее позволяет проверить достоверность существующих моделей диффузии через набухшие слоистые структуры на основе оксида графита. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".
Прикрепленные файлы
| № | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. | ICPPP20_abstracts_LT5SYNo.pdf | ICPPP20_abstracts_LT5SYNo.pdf | 29,6 МБ | 19 ноября 2019 [AvramenkoNatalia] | |
| 2. | ICPPP20_abstracts.pdf | ICPPP20_abstracts.pdf | 29,6 МБ | 19 ноября 2019 [AvramenkoNatalia] | |
| 3. | ICNS-2019_tezisyi.pdf | ICNS-2019_tezisyi.pdf | 13,5 МБ | 19 ноября 2019 [AvramenkoNatalia] | |
| 4. | NVA_tezisyi_Ivanovo2019__933_2.jpg | NVA_tezisyi_Ivanovo2019__933_2.jpg | 1,5 МБ | 7 ноября 2019 [AvramenkoNatalia] |