ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ОДНОСЛОЙНОГО И ДВУХСЛОЙНОГО ПИРОЛИЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-3-34-38

Полный текст:


Аннотация

Представлены результаты теоретического квантово−химического изучения механизмов адсорбции атомарного и молекулярного водорода на поверхности современного полимерного материала — пиролизованного полиакрилонитрила (ППАН). Рассмотрено три варианта ориентации атома водорода относительно поверхности монослоя ППАН и пять вариантов ориентации молекулы водорода относительно поверхности одно− и двухслойного ППАН, различающиеся наличием атомов азота в ближайшем окружении выбранного адсорбционного центра полимера. Построены и проанализированы профили поверхности потенциальных энергий адсорбции атома и молекулы водорода, определены основные энергетические и геометрические характеристики процессов: энергии и расстояния адсорбции, а также зарядовые перераспределения в системах. Доказано, что ни атом, ни молекула водорода не могут адсорбироваться над центром гексагона поверхности однослойного ППАН, в остальных случаях реализуется химическая адсорбция. Для адсорбции над поверхностью двухслойного ППАН адсорбция возможна для всех вариантов ориентации молекулы водорода. Установлено негативное влияние атома азота поверхности полимера на эффективность адсорбции атомарноговодорода и позитивное влияние на адсорбцию молекулярного водорода.


Об авторах

И. В. Запороцкова
Волгоградский государственный университет
Россия

доктор физ.−мат. наук, профессор, зав. кафедрой судебной экспертизы и физического материаловедения, Волгоградский государственный университет, 400062, г. Волгоград, Университетский просп., д. 100.



Н. А. Аникеев
Волгоградский государственный университет
Россия

аспирант, инженер кафедры судебной экспертизы и физического материаловедения, Волгоградский государственный университет, 400062, г. Волгоград, Университетский просп., д. 100.



Л. В. Кожитов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

доктор техн. наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.



А. В. Попкова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

аспирант, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.



Список литературы

1. Zemcov, L. M. Himicheskie prevrasheniya poliakrilonitrila pod deistviem nekogerentnogo infrakrasnogo izlucheniya / L. M. Zemcov, G. P. Karpacheva // Vysokomolek. soed. Ser. A. − 1994. − T. 36, N 6. − P. 919.

2. Kozlov, V. V. O himicheskih prevrasheniyah poliakrilonitrila pri termicheskoi obrabotke v vakuume i atmosfere ammiaka / V. V. Kozlov, G. P. Karpacheva, V. S. Petrov, E. V. Lazovskaya, S. A. Pavlov // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2004. − N 4. − P. 45—49.

3. Kozlov, V. V. Osobennosti obrazovaniya sistemy polisopryazhennyh svyazei poliakrilonitrila v usloviyah vakuuma pri termicheskoi obrabotke / V. V. Kozlov // Vysokomolek. soedineniya. − Seriya A. − 2001. − T. 43, N 1. − P. 3—26.

4. Kozhitov, L. V. Struktura i fiziko−himicheskie svoistva organicheskogo poluprovodnika na osnove poliakrilonitrila i ego kompozita s nanochasticami medi / L. V. Kozhitov, V. V. Krapuhin, G. P. Karpacheva, V. V. Kozlov // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2004. − N 4. − P. 7—10

5. Kozhitov, L. V. Sozdanie dlya nanoelektroniki novyh materialov na osnove uglerodnogo nanokristallicheskogo materiala i metallopolimernyh nanokompozitov / L. V. Kozhitov, V. V. Kozlov, V. V. Krapuhin // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2006. − N 4. − P. 4—10.

6. Shul’ga, Yu. M. Izuchenie pirolizovannyh plenok poliakrilonitrila metodami rentgenovskoi fotoelektronnoi spektroskopii, elektronnoi Ozhe−spektroskopii i spektroskopii poter’ energii ele-ktronov/ Yu. M. Shul’ga, V. I. Rubcov, O. N. Efimov, G.P. Karpacheva, L. M. Zemcov, V. V. Kozlov // Vysokomolekulyarnye soedineniya. Ser. A. − 1996. − T. 38, N 6. − P. 989—992.

7. Sazanov, Yu. N. Thermochemical reactions of polyacrylonitrile with fullerene C60 / Yu. N. Sazanov, M. V. Mokeev, A. V. Novoselova, V. L. Ugolkov, G. N. Fedorova, A. V. Gribanov, V. N. Zgonnik // Russ. J. Appl. Chem. − 2003. − V. 76, N 3. − P. 452—456.

8. Setnescu, R. IR and X−ray characterization of the ferromagnetic phase of pyrolysed polyacrylonitrile / R. Setnescu, S. Jipa, T. Setnescu, W. Kappel, S. Kobayashi, Z. Osawa // Carbon. − 1999. − V. 37, N. 1. − P. 1—6.

9. Kozlov, V. V. Strukturnye prevrasheniya kompozita na osnove poliakrilonitrila i fullerena S60 pod vozdeistviem IK−izlucheniya / V. V. Kozlov, Yu. M. Korolev, G. P. Karpacheva // Vysokomol. soed. Ser. A. − 1999. − T. 41, N 5. − P. 836.

10. Zaporockova, I. V. Protonnaya provodimost’ uglerodnyh nanostruktur na osnove pirolizovannogo poliakrilonitrila i ee prakticheskoe primenenie / I . V. Zaporockova, V. V. Kozlov, L. V. Kozhitov, V. V. Krapuhin, O. A. Davletova, D. G. Muratov // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki. − 2008. − N 1. − P. 59—65.

11. Zaporockova, I. V. Uglerodnye i neuglerodnye nanomaterialy i kompozitnye struktury na ih osnove: stroenie i elektronnye svoistva / I. V. Zaporockova. − Volgograd : Izd−vo VolGU, 2009. − 490 s.

12. Davletova, O. A. Struktura i elektronnye harakteristiki pirolizovannogo poliakrilonitrila: diss. … kand. fiz.−mat. nauk / O. A. Davletova. − Volgograd : Volgogradskii gosudarstvennyi universitet, 2010.

13. Dewar, M. J. S. Ground states of molecules. The MNDO method. Approximations and Parameters / M. J. S. Dewar, W. Thiel // J. Amer. Chem. Soc. − 1977. − V. 99. − P. 4899—4906.

14. Dewar, M. J. S. A semiempirical model for the two−center repulsion integrals in the NDDO approximation / M. J. S. Dewar, W. Thiel // Theoret. Chem. Acta. − 1977. − V. 46. − P. 89—104.

15. Voityuk, A. A. Primenenie metoda MNDO dlya issledovaniya svoistv i reakcionnoi sposobnosti molekul / A. A. Voityuk // Zhurn. strukturnoi himii. − 1988. − T. 29, N 1. − P. 138—162.

16. Koch, W. A Chemist’s guide to density functional theory / W. Koch, M. Holthausen. − Weinheim : Wiley−VCH, 2002. − P. 19.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Запороцкова И.В., Аникеев Н.А., Кожитов Л.В., Попкова А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ОДНОСЛОЙНОГО И ДВУХСЛОЙНОГО ПИРОЛИЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2013;(3):34-38. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-3-34-38

For citation: Zaporotskova I.V., Anikeev N.A., Kozhitov L.V., Popkova A.V. THEORETICAL INVESTIGATION OF THE HYDROGENATION PROCESS IN SINGLE- AND DOUBLE-LAYERED PYROLIZED ACRYL-NITRIL NANOPOLYMER. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2013;(3):34-38. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-3-34-38

Просмотров: 221

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)