Научный архив: статьи

Работа посвящена исследованию процесса химической очистки порошков природного графита методом щелочного травления. Высокочистые графитовые материалы широко востребованы на сегодняшний день при производстве анодных материалов литий-ионных аккумуляторов. Наличие в природных графитах зольных примесей, таких как оксиды кремния, железа и алюминия приводят к резкому снижению электрохимических свойств графита, а также быстрой потери работоспособности. Разработка новых эффективных способов очистки графита, позволяющих сократить удельные энерго- и материальные затраты, позволит значительно снизить себестоимость анодного материала. В настоящем исследовании проведено сравнение двух способов щелочной очистки графита, с термообработкой в муфельной печи и нагревом за счет СВЧ-излучения. Методами термогравиметрического анализа, электронной микроскопии и рентгеновского спектрального микроанализа изучено влияние СВЧ-обработки системы графит - едкий натр на процессы удаления зольных примесей. Установлено, что при проведении термообработки в СВЧ поле наблюдается интенсификация процессов очистки. Применение СВЧ нагрева позволяет снизить продолжительность процесса очистки в 3 - 4 раза, при этом наблюдается более эффективная очистка от соединений алюминия и кремния. Также стоит отметить, что за счет меньшей продолжительности процесса очистки происходит меньшее окисление поверхности графита и соответственно меньшие его потери.

В работе представлено объединение данных по статьям и патентам, представленных на конкурс работ молодых ученых ФИЦ КНЦ РАН в 2023 году, согласно указанной в названии тематики. Приведены новые данные о связи специфики изменения кристаллической структуры минералов группы линтисита с апробацией его синтетического аналога АМ-4 в качестве полупроводника и гетерогенного катализатора.

В работе двухстадийным методом получен композиционный материал на основе волокон твердого углерода, модифицированных нанолистами дисульфида молибдена. Твердый углерод, используемый в качестве основы, получен термообработкой вискозы при 810 °С. Осаждение на волокнах наночастиц MoS2 выполнено гидротермальным способом. Структура и состав композита установлены с использованием методов рентгеновской дифракции, малоуглового рентгеновского рассеяния, спектроскопии комбинационного рассеяния света, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, спектрофотометрии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Исследованы электрохимические характеристики композита как анодного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Обнаружено, что за счет эффекта синергизма композиционный материал обладает преимуществами над твердым углеродом и нанокристаллическим MoS2 в отдельности. По сравнению с твердым углеродом композит демонстрирует более высокие значения удельной емкости, в том числе при высоких плотностях тока. Так, при 1000 и 2000 мА/г композиционный материал показал удельную емкость 139 и 84 мА·ч/г, тогда как твердый углерод при тех же плотностях тока обеспечивает только 73 и 45 мА·ч/г. По отношению к MoS2 композит демонстрирует лучшую циклируемость. Для MoS2 наблюдается деградация энергозапасающих свойств уже после 90 цикла. Композиционный материал, напротив, сохраняет стабильность даже на 150 цикле с емкостью 204 мА·ч/г при 200 мА/г.