Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2024 номер 6

Наноструктурированные композиты Fе-Pt/С на основе углеродной матрицы с содержанием наполнителя 1 мас. % и молярным соотношением компонентов Pt/Fe, равным 9 : 1, получены совместным восстановлением водных растворов прекурсоров (гексахлороплатинат(IV) водорода и сульфат(II) железа) щелочным раствором гидразингидрата при температуре 90-95 °С. В качестве углеродной матрицы использовали преимущественно микропористый углеродный сорбент САК, синтезированный высокотемпературной щелочной активацией антрацита Кузнецкого угольного бассейна. Изучен процесс формирования нанофазы наполнителя Fе-Pt на начальных этапах синтеза, для чего, наряду со стандартной методикой синтеза (5 мин), проведены синтезы с прерыванием реакции на начальном этапе (через 10 и 30 с) путем введения в реакционную среду охлажденного до температуры 2 °С разбавленного раствора HCl. Обнаружено, что, согласно данным рентгенофазового анализа и сорбометрии, в течение 10 с происходит формирование высокодисперсных наночастиц наполнителя, декорирующих поверхность матрицы, при этом наблюдается минимальное блокирование пор матрицы и регистрируются наиболее высокие электроемкостные показатели нанокомпозитов. Установлено, что при возрастании длительности процесса происходит укрупнение частиц наполнителя, что вызывает уменьшение удельной поверхности наноструктурированных композитов и, как следствие, ухудшение электроемкостных свойств. Показано, что наиболее высокая удельная электрическая емкость (в 1.5-1.7 раза выше емкости ячейки с электродами из САК) достигнута в асимметричной ячейке с рабочим нанокомпозитным электродом Fе-Pt/C, полученным в условиях прерывания синтеза через 10 с. Обсуждаются причины рассмотренных эффектов.