Нескоромная Елена Анатольевна Синтез нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами оксидов железа, для сорбционной очистки водных сред

Краткое описание

Нескоромная Елена Анатольевна Синтез нанокомпозиционных гидро- и аэрогелей на основе графена, декорированного наночастицами оксидов железа, для сорбционной очистки водных сред

ì ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Нескоромная Елена Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Сорбционные процессы. Актуальные разработки в области создания высокоэффективных сорбционных материалов на основе графеновых структур. Оксиды железа как модификаторы нанокомпозиционных графеновых структур для повышения свойств исходных графеновых матриц, включая сорбционные характеристики (литературный обзор)

1.1 Методы очистки водных сред. Сорбционные материалы на основе углерода

1.2 Гидро- и аэрогели на основе графена. Свойства и возможные области применения

1.3 Методы синтеза наночастиц оксидов железа и их свойства

1.4 Методы получения, свойства и применение нанокомпозитов графен-оксиды железа

1.5 Выводы по главе 1. Постановка целей и задач исследования

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследований

2.1 Используемые в работе реактивы

2.1.1 Методика получения дисперсии оксида графена

2.2 Используемое в работе лабораторное оборудование

2.3 Используемые методы и оборудование для анализа структуры и физико-химических характеристик синтезируемых образцов

2.3.1 Рентгенофазовый анализ

2.3.2 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия

2.3.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор

2.3.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния

2.3.5 Инфракрасная спектроскопия

2.3.6 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Энергодисперсионный элементный анализ

2.3.7 Спектрофотометрический метод определения сорбционных характеристик исследуемых образцов

2.4 Методика восстановления оксида графена аскорбиновой кислотой

2.5 Методика восстановления оксидов металлов в сверхкритическом

изопропаноле

ГЛАВА 3 Технология синтеза гидрогелей на основе восстановленного оксида графена, декорированного наночастицами гидроксидов железа

3.1 Достоинства и недостатки существующих методов синтеза гидрогелей

3.2 Химические реакции, протекающие в процессе синтеза гидрогелей. Расчет материального баланса исходных компонентов

3.3 Методика синтеза гидрогелей на основе восстановленного оксида графена

3.4 Получение экспериментальных образцов гидрогелей с различным качественным составом железа

3.5 Анализ физико-химических свойств гидрогелей (ксерогелей) с различным содержанием железа

3.5.1 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия ксерогелей. Энергодисперсионный элементный анализ

3.5.2 Рентгенофазовый анализ ксерогелей

3.5.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор ксерогелей

3.5.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния ксерогелей

3.5.5 Инфракрасная спектроскопия гидрогелей

3.5.6 Термический анализ ксерогелей и дифференциально-

сканирующая калориметрия

3.6 Предлагаемый механизм декорирования оксида графена

наночастицами гидроксидов железа

ГЛАВА 4 Технология синтеза графеновых аэрогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.1 Обоснование использования сверхкритического изопропанола в процессах синтеза графеновых аэрогелей

4.2 Технология синтеза графеновых аэрогелей, декорированных наночастицами оксидов железа

4.2.1 Предварительная подготовка гидрогелей к обработке в сверхкритическом изопропаноле (алкогель)

4.2.2 Описание методики обработки алкогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.2.3 Лабораторная установка для осуществления синтеза аэрогелей в среде сверхкритического изопропанола

4.3 Исследование особенностей кинетических закономерностей формирования нанокомпозиционных аэрогелей в сверхкритическом изопропаноле

4.3.1 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.2 Электронная микроскопия и энергодисперсионный элементный анализ аэрогелей, синтезированных при различном времени обработки

в среде СКИ

4.3.3 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.4 Рентгенофазовый анализ аэрогелей, синтезированных при различном времени сверхкритической обработки

4.3.5 Инфракрасная спектроскопия аэрогелей, синтезированных при

различном времени сверхкритической обработки

4.4 Исследование физико-химических свойств аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.1 Термический анализ и дифференциально-сканирующая калориметрия аэрогелей, синтезированных с различным содержанием железа

4.4.2 Электронная микроскопия и энергодисперсионный элементный анализ аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.3 Рентгенофазовый анализ аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.4 Анализ удельной поверхности, объема и размера пор аэрогелей с различным содержанием железа

4.4.5 Инфракрасная спектроскопия аэрогелей, синтезированных с

различным содержанием железа

ГЛАВА 5 Исследование сорбционной емкости нанокомпозиционных материалов на основе графена, декорированного наночастицами гидроксидов и оксидов железа

5.1 Изучение сорбционных свойств материалов при извлечении органических красителей из водных растворов

5.2 Исследование сорбционных свойств гидро- и аэрогелей с различным содержанием железа на примере кинетических исследований сорбции молекул МС и МО из водных растворов

5.3 Исследование сорбционных свойств аэрогелей, синтезированных

при различном времени обработки в СКИ

5.4 Оценка сорбционных характеристик гидро- и аэрогелей в условиях

динамической сорбции

5.5 Выводы к главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Акт использования результатов диссертационной

работы