Термостабильные соединения водорода на базе углеродных нанотрубок и нановолокон, полученные под высоким давлением
И. О. Башкин, В. Е. Антонов, А. В. Баженов, И. К. Бдикин, Д. Н. Борисенко, Е. П. Криничная+, А. П. Моравский+, А. И. Харкунов, Ю. М. Шульга+, Ю. А. Осипьян, Е. Г. Понятовский
Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Московская обл., Россия
+Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, Московская обл., Россия
PACS: 61.46.+w, 61.48.+c, 62.50.+p, 78.30.Na
Abstract
Выдержкой графитовых нановолокон и одностенных углеродных
нанотрубок в атмосфере водорода под давлением 9 ГПа при температурах до
450°C получены соединения, которые содержат 6.3ч 6.8 вес.% H и
термически устойчивы в вакууме до 500 °C. Изменение картин
рентгеновской дифракции свидетельствует о распухании кристаллической решетки
графитовых нановолокон при гидрировании и о возвращении к исходной структуре
после удаления водорода. Методом ИК спектроскопии установлено, что
гидрирование приводит к возрастанию пропускания света наноматериалами в
изученном диапазоне энергий 400ч 5000 см-1 и к появлению линий
поглощения при 2860ч 2920 см-1, характерных для валентных колебаний
С- Н связи. Удаление около 40 % поглощенного под давлением водорода
полностью подавляет колебательные пики С- Н связи. Экспериментальные
результаты свидетельствуют о двух состояниях водорода в материалах при
комнатной температуре: заметная часть водорода образует С- Н связи, но
большая часть
располагается между графеновыми слоями или внутри нанотрубок.