В ходе выполнения проекта по соглашению о предоставлении субсидии от 22.07.2014 года № 14.577.21.0091 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 22.07.2014 по 31.12.2014 г. выполнялись следующие работы:

  • аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках прикладных научных исследований;
  • проведение патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96;
  • сравнительное исследование подходов и лабораторных методов получения малодефектных графеновых нанопластинок различной структуры;
  • экспериментальные исследования по выбору оптимальных поверхностноактивных веществ (ПАВ), используемых для получения графеновых нанопластинок;
  • экспериментальные исследования процессов диспергирования расширенных соединений графита в различных условиях, нахождение оптимальных способов диспергирования с применением различных методов;
  • разработка методов удаления ПАВ из диспергированных графеновых нанопластинок;
  • экспериментальные исследования процессов деинтеркалирования расширенных соединений графита, нахождение способов деинтеркалирования, обеспечивающих получение малодефектных графеновых нанопластинок с заданными свойствами;
  • разработка лабораторного технологического регламента получения графеновых нанопластинок без функциональных групп;
  • проведение предварительных маркетинговых исследований. Синтез углеродных наночастиц (углеродных нанотрубок, графенов) и их применение;
  • проведение теоретических исследований процессов химической активации и модификации графеновых нанопластинок;
  • изготовление экспериментальной установки и проведение экспериментальных исследований по получению малодефектных графеновых пластинок методом вакуумно-кавитационной деструкции;
  • участие в мероприятиях по информированию общественности о результатах ПНИ и доведению их до потенциальных потребителей;
  • материально-техническое обеспечение работ.

 

При этом были получены следующие результаты:

  1. В рамках отчетного периода проведен анализ научно-технической, нормативной литературы в рамках проблемы исследуемой в ПНИ. Выялены наиболее перспективные способы получения графеновых нанопластинок и определены направления исследований. Проведен патентный поиск по методам получения графеновых материалов и их применению в накопителях энергии, определен технический уровень и тенденции развития научных разработок по теме и их патентоспособность, что отражено в отчете о патентных исследованиях. Проанализированы известные в технике методы получения графеновых нанопластинок (ГНП) различной структуры, в частности: методы получения ГНП химическим восстановлением окиси графита (получаемой окислением кристаллического графита или интеркалированного графита) в присутствии веществ, стабилизирующих образующиеся в результате восстановления окиси графита графеновые слои (поверхностно-активных веществ, растворов полимеров, наночастиц различных веществ).
  2. Проведены экспериментальные исследования по выбору оптимальных поверхностно-активных веществ (ПАВ), используемых для получении графеновых нанопластинок путем эксфолиации расширенных соединений графита. Сопоставлена эффективность нескольких поверхностно-активных веществ, позволяющих получать тонкие (менее 10 графеновых слоев) графеновые нанопластинки. Экспериментально исследованы следующие варианты диспергирования расширенных соединений графита (РСГ). Проведены эксперименты по удалению ПАВ из ГНП, полученных ультразвуковым диспергированием гидролизованного РСГ в присутствии ПАВ, путем промывки агрегированных ГНП на микрофильтре водой или изопропанолом. Экспериментально исследованы следующие варианты деинтеркалирования расширенных соединений графита (РСГ): 1) гидролиз РСГ; 2) обработка РСГ карбамидом и триэтаноламином 3) обработка РСГ газообразным аммиаком.
  3. Исследованы свойства ГНП, полученных с применением этих способов деинтеркалирования.
  4. Проведены маркетинговые исследования по теме: Синтез углеродных наночастиц (углеродных нанотрубок, графенов) и их применение.
  5. В результате выполнения работ показано, что эксфолиация расширенных пероксосульфатных интеркалированных соединений графита является эффективным методом получения графеновых нанопластинок (ГНП). Разработанный метод позволяет получать ГНП с толщиной менее 10 графеновых слоев, что соответствует требованиям ТЗ.
  6. Экспериментально определено, что оптимальным способом эксфолиации расширенных соединений графита является гидролитическое деинтеркалирование с последующей эксфолиацией ультразвуком или в роторно-импульсном аппарате.
  7. Выбраны наиболее перспективные методы получения активированных углеродных материалов на основе ГНП и проведены предварительные эксперименты, подтвердившие возможность получения этими методами углеродных материалов на основе модифицированных ГНП с удельной поверхностью, соответствующей требованиям выполняемого проекта.
  8. Разработан лабораторный технологический регламент получения графеновых нанопластинок, не содержащих функциональных групп.
  9. Разработана и изготовлена экспериментальная установка по получению малодефектных ГНП, методом вакуумно-кавитационной деструкции.

 

Получение РИД на данном этапе не планировалось.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными в полном объеме.
joomla hosting: by Simplweb