Исследование структуры одностенных углеродных нанотрубок методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии

  • Иван Николаевич Саламатов

Диссертация студента: Выпускная квалификационная работаВКР магистра

Аннотация

Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) являются перспективным технологическим материалом. Их уникальные свойства значительно зависят от их диаметра и характеристик пучков, в которые агломерируются нанотрубки. Для практического применения и контролируемого синтеза ОУНТ необходимо исследование структуры и разработка методов их характеризации. Для получения информации о строении вещества распространенно сочетание методов рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).
В области 3 - 20° 2θ (CuKα) наблюдается рассеяние от пучков двумерно упакованных нанотрубок. В работе показано, что Анализ положения и уширения дифракционных максимумов с использованием формулы Шеррера не позволяет однозначно определить размер пучков ОУНТ, так как значительный вклад в уширение вносит распределение ОУНТ по диаметрам. Это подтверждено снимками ПЭМ, на которых наблюдаются пучки размерами свыше 20 нм, состоящие из ОУНТ разных диаметров. Предложен алгоритм построения атомной модели таких пучков. Для расчета дифракционных картин использован метод, основанный на формуле Дебая. Из-за отсутствия программных пакетов, позволяющих проводить подобные расчеты, была написана программа.
В работе рассмотрено влияние параметров модели на дифракцию. Анализировались возникающие дифракционные эффекты: смещение и изменение соотношения интенсивностей пиков. Определены минимальные значения длины ОУНТ (2,5 нм) и количества ОУНТ в пучке (100 шт.), необходимые для моделирования. Предложен подход по определению параметров распределения ОУНТ по диаметру. Получены экспериментальные дифракционные данные исследуемых образцов и определены параметры логнормального распределения ОУНТ по диаметрам, согласующиеся с результатами метода КРС.
Показано, что наблюдаемый на эксперименте пик при 22,7° 2θ не связан с рассеянием от пучка ОУНТ, а, вероятно, возникает от графитовых частиц с малым количеством слоев. Снимками ПЭМ подтверждено присутствие таких частиц в образце на поверхности катализатора
Дата присуждения14 июн 2019
Язык оригиналарусский
Учреждение
  • Новосибирский государственный университет
РуководительДмитрий Анатольевич Яценко (Научный руководитель) & Александр Александрович Хасин (Научный руководитель)

Цитировать

Исследование структуры одностенных углеродных нанотрубок методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии
Саламатов, И. Н. (Автор). 14 июн 2019

Диссертация студента: Выпускная квалификационная работаВКР магистра