Наноалмазы

Водород из ДНА выделяется при 800…

1500 K. В следующем, при анализе состава термодесорбируемых ДНА газов, водород не был найден. В продуктах десорбции были выявлены лишь азот, диоксид углерода и метан. Состав газов, причисляемый в работе ультрадисперсному алмазу, совмещается с составом газов для первичных конденсированных продуктов детонации ВВ (ДУ).Надлежит отметить, что, вероятно, состояние выделяемого водорода находится в зависимости от условий выполнения опыта. При масс-спектроскопическом нахождении эталон ДНА непродолжительно выдерживается при очень невысоком давлении (несколько Па), при хроматографическом способе определения образец выдерживается 2 часа при давлении 103 Па, чего как оказалось довольно для взаимодействия первично выделившегося водорода с углеродом алмаза и выделением метана.

Изучения элементного состава ДНА, проведенные в ФГУП ФНПЦ «Алтай», изобразили, что в его состав вступают кроме углерода, азот, водород и кислород (содержание элементов, масс.%): углерод 75…90; водород 0,6…1,5; азот 1,0…4,5; кислород — остальное). Изучения элементного состава конденсированных продуктов детонации в ходе процесса выделения ДНА дали последующие итоги: исходный ДУ разрешено назвать условной брутто-формулой С100Н5,3N2,8O4,1, а ДНА — С100Н23,7N2,4O22,9. Если предположить, что атом углерода сопряжен лишь с одним гетероатомом (водородом, кислородом или азотом), то таких атомов углерода в ДНА около 50%. Это итоговая характеристика, и подразумевается, что ядро алмазного кластера имеет состав, более концентрированный углеродом, а периферия алмазного кластера — иной, с завышенным содержанием кислорода и азота. Согласно расчётам частица ДНА размером 4 нм содержит 1,2.104 атомов углерода, из которых примерно 25% являются поверхностными. В данном случае, если допустить, что снутри будут лишь атомы углерода, то состав плоскости можно изобразить брутто-формулой С100Н44,8N11,2O36,4. Из этой формулы следует, что в поверхностном слое на любой атом углерода доводится практически один гетероатом. При исследовании изъянов кристаллической решётки ДНА способами ЭПР, спектроскопии комбинационного рассеяния и фотолюминесценции, было определено, что азот не заменяет атомы углерода. Это разрешено разъяснить присутствием азота во внутренней полости частиц ДНА. Таковым образом, по сопоставлению с природными алмазами ДНА характеризуется завышенным содержанием азота, водорода и кислорода, и без удаления этих компонентов не надлежит ждать высокой теплопроводности материалов с ДНА. Значимый вклад в засорение вносят стенки взрывной камеры, благодаря которым неотъемлемым спутником ДНА считаются соединения железа. Изучение воздействия дисперсности ДНА на магнитозависимую сверхвысокочастотную адсорбцию продемонстрировало присутствие распределения примесных атомов железа по целому объёму частиц. Таковым же образом распределяется железо и в первичных углеродных продуктах детонации .

В связи с этим получение ДНА без включений железа видется весьма проблемным. Примеси никеля, железа и кобальта могут выступать в качестве катализаторов гидрирования алмаза. Этим, по-видимому, разъясняется формирование метана при нагревании ДНА в атмосфере водорода. Полностью возможно, что азот, входящий в состав ДНА, каталитически гидрируется с образованием аммиака и синильной кислоты. Таким образом, частица ДНА размером около 4 нм состоит примерно из 1,2∙104 атомов углерода, из них около 3∙103 находятся на поверхности кристалла. На каждые 100 поверхностных атомов углерода приходится 20…140 атомов водорода, 16…128 атомов кислорода и 8…16 атомов азота, образующих различные химически активные Заключение.

Основным отличием детонационных наноалмазов детонационного синтеза от всех ранее известных форм синтетических алмазов является образование их в процессе кристаллизации жидкого углерода в детонационной волне. Вследствие этого образующиеся алмазы имеют достаточно узкий фракционный состав, округлую форму и внутреннюю полость. Поскольку особенности процесса не позволяют проводить синтез алмазов в инертной среде, то поверхностные атомы углерода частично окислены. Внутренние полости заполнены газообразными азотом и водородом при повышенном давлении. Большая кривизна поверхности детонационного углерода и вследствие этого искажение геометрии связей поверхностных атомов углерода обусловливает высокий адсорбционный потенциал наноалмазов и их повышенную реакционную способность. Список используемой литературы1. Верещагин А. Л. Свойства детонационных наноалмазов, Алт.

гос. тех. ун-т, БТИ. — Бийск: Из-во Алт. гос. техн. ун-та, 2005.

— 134 с.

2. Беленков Е. А., Ивановская В. В., Ивановский А. Л. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы, Уро.

РАН, 2008. — 168 с.