Приведены результаты моделирования методом молекулярной механики структуры твердых растворов углерод-азот, полученных пиролизом расплавленной смеси меламина с 50-100 масс. % высокотемпературного каменноугольного пека при их медленном нагревании до 500 °С. Экспериментально показано, что электропроводность полученных твердых растворов увеличивается на несколько порядков с ростом концентрации азота от 0,4 до 22 масс. %. Моделирование структуры является важным этапом, необходимым для понимания механизма электропроводности. Исходными данными для моделирования служат результаты элементного, рентгенофазового, пикнометрического, синхронного термического анализов, а также ИК-, и РФЭ-спектроскопии полученных материалов. Помимо атомов азота и углерода в исследуемых образцах присутствуют атомы водорода и кислорода, что объясняется наличием этих элементов в исходных компонентах. Полученные материалы по данным РФЭС и рамановской спектроскопии имеют графитоподобную структуру, с углеродом, находящимся преимущественно в состоянии sp2-гибридизации. Методом РФЭС установлено наличие четырех различных по типу окружения атомов азота: графито-, пиридино-, пирролоподобного, а также окисленного. Данные термического анализа позволили сделать вывод об отсутствии триазиновых островков в образцах, приготовленных из смесей с массовой долей пека 80-100 % и об их присутствии в образцах с массовой долей пека 50-70 %. Данные ИК спектроскопии подтвердили отсутствие амино- и циано- групп во всех твердых растворах. На основании существующих экспериментальных данных предложены модели структуры исследуемых материалов и найдены общие закономерности структур.
原文链接
分享
引用
