Структурні та функціональні характеристики вуглецевих нанотрубок з модифікованою поверхнею

Стець В. Ю.Структурні та функціональні характеристики вуглецевих нанотрубок з модифікованою поверхнею : кваліфікаційна робота ... "магістр" : 102 Хімія / наук. кер. Л. П. Олексенко, І. Б. Бичко. Київ, 2025. 61 с.

Упродовж останніх років увагу привертають безметалеві каталізатори, зокрема каталізатори на основі вуглецю, як перспективна альтернатива традиційним металевим системам, які, незважаючи на високу ефективність, мають низку недоліків серед яких обмежена термостійкість, схильність до дезактивації та несприятливий вплив на довкілля. Серед вуглецевих матеріалів все більше уваги приділяється дослідженню вуглецевих нанотрубок (ВНТ), які поєднують малі розміри, розвинену поверхню, високу термічну стабільність і механічну міцність. Проте, каталітичні властивості ВНТ як окремих каталізаторів, а не носіїв, зокрема в реакціях гідрування, залишаються недостатньо вивченими. В цій роботі представлено дослідження структурних та функціональних характеристик вуглецевих нанотрубок з модифікованою поверхнею на прикладі гідрування етилену. Структурні та функціональні характеристики вихідних ВНТ та ВНТ, оброблених за температур 200-700 ̊С, були досліджені за допомогою різних фізико-хімічних методів, що дозволили всебічно охарактеризувати структуру, функціональні групи та пористість нанотрубок, а також виявити основні фактори, що впливають на їх каталітичні властивості. Результати каталітичних експериментів, що були досліджені на прикладі модельної реакції гідрування етилену, показали, що найбільшу каталітичну активність ВНТ проявляють за температури обробки 300 ̊С. Важливу роль у процесах гідрування відіграє функціональний склад поверхні ВНТ, зокрема співвідношення карбоксильних, карбонільних та лактонних груп, що можуть як служити центрами сорбції молекул реагентів так і перешкоджати гідруванню. Також важливим фактором є дефектність поверхні ВНТ. Кількість та розташування дефектів у структурі нанотрубок визначає їх здатність взаємодіяти з молекулами етилену та водню. Зміна дефектності за допомогою термічної обробки, зокрема створення дефектів типу вакансія або інших дефектів у графенових шарах, може суттєво збільшити каталітичну активність.