Физико-химические свойства смесей углеродных наноматериалов и низкотемпературных ионных жидкостей : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель Г. Я. Кабо

Abstract

Целью исследования является получение комплекса термодинамических данных для ряда смесей углеродных наноматериалов и низкотемпературных ионных жидкостей, необходимого для обоснования возможности технического применения данных смесей в качестве тепло- и электропроводящих композиционных материалов и рабочих жидкостей в теплоаккумулирующих устройствах. Установлено, что эффективная плотность многостеночных углеродных нанотрубок типа «стопка чашек» (НТ) в их устойчивых композициях с ионными жидкостями (ИЖ), меньше аналогичной величины в их неустойчивых суспензиях в различных растворителях вследствие того, что в композициях полости внутри НТ остаются незаполненными. Температуры твердофазных переходов и плавления ИЖ в их композициях с НТ в пределах погрешности совпадают с аналогичными параметрами для чистых ИЖ, а их энтальпии плавления уменьшаются до 8 % по сравнению со значением для чистых ИЖ. Удельная теплоемкость композиций НТ–ИЖ может быть найдена как сумма теплоемкостей индивидуальных компонентов. Равенство нулю в пределах погрешности определения энтальпии образования композиции НТ и ИЖ тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия свидетельствует о сопоставимости по абсолютной величине энтальпии взаимодействия ионов ИЖ со стенкой НТ с избыточной поверхностной энтальпией на границе «НТ - воздух». Таким образом, показано, что физико-химические свойства композиций НТ + ИЖ определяются, главным образом, свойствами индивидуальных компонентов. Установление этого факта позволяет осуществлять целенаправленный поиск систем с заданными характеристиками без проведения дорогостоящих экспериментов. Результаты НИР используются на химическом факультете БГУ для подготовки кадров высшей квалификации, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также для разработки методов прогнозирования физико-химических свойств ионных жидкостей и содержащих их систем. Прецизионные термодинамические характеристики объектов исследования могут быть использованы при создании баз данных и справочных изданий по физико-химическим свойствам углеродных наноматериалов и ионных жидкостей. Результаты НИР опубликованы в виде двух статей и тезисов девяти докладов на конференциях различного уровня. Ответственный исполнитель Е.В. Павлечко 03.12.13 г. защитил докторскую диссертацию, содержащую результаты настоящей НИР.