Синтез, властивості та застосування функціоналізованих вуглецевих наноструктур

Abstract

Функціоналізовані гетероатомами пористі вуглецеві матеріали одержа-но методами об’ємної та матричної карбонізації сахарози з використан-ням меламіну або сечовини як джерел атомів Нітроґену і борної кисло-ти як джерела атомів Бору. Модифікування вуглецевих матеріалів ге-тероелементами є ефективним способом поліпшення їхніх функціона-льних характеристик, таких як питома адсорбція газів та електрохімі-чна ємність, внаслідок формування на їхній поверхні функціональних груп. Така зміна хімічного стану поверхні вуглецевих матеріалів при-водить до зміни їхніх кислотно-основних властивостей, підвищення гідрофільности, сприяє виникненню додаткової електрохімічної ємности внаслідок перебігу оборотніх окиснювально-відновних процесів із залученням поверхневих груп.

Функционализированные гетероатомами пористые углеродные материалы получены методами объёмной и матричной карбонизации сахарозы с использованием меламина или мочевины как источников атомов азота и борной кислоты в качестве источника атомов бора. Модифицирование углеродных материалов гетероэлементами является эффективным способом улучшения их функциональных характеристик, таких как удельная адсорбция газов и электрохимическая ёмкость, в результате формирования на их поверхности функциональных групп. Такое изменение химического состояния поверхности углеродных материалов приводит к изменению их кислотно-основных свойств, повышению гидрофильности, способствует возникновению дополнительной электрохимической ёмкости вследствие протекания обратимых окислительно-восстановительных процессов с привлечением поверхностных групп.

Porous carbon materials functionalized with heteroatoms are obtained by methods of the bulk and matrix carbonization of sucrose using melamine or urea as sources of nitrogen atoms and boric acid as a source of boron atoms. Modification of carbon materials with heteroelements is an effective way to improve their functional characteristics such as specific adsorption of gases and electrochemical capacity due to formation of the functional groups on their surface. Such a change in the chemical state of the surface of carbon materials leads to a change in the acid-base properties, improves the hydrophilicity, contributes to an additional electrochemical capacitance due to a passage of reversible redox processes involving surface groups.