Сорбционные свойства наноструктурированной углеродной "шубы" на поверхности микрогранул окиси алюминия / Вайнер Б.Г., Володин А.М., Шепелин А.В.

Твердотельные материалы со структуройядро-оболочка типа Oxide@C, представляющиесобой оксидное ядро диаметром около 20-100 нм снанесенным углеродным покрытием (графен илинанослои другого типа) – это достаточно широкийкласс функциональных материалов, используемыхв разных областях химического материаловедения,в медицине (гемо- и энтеросорбенты) и др. Однимиз практически важных свойств таких углеродныхпокрытий является стабилизация размераоксидных ядер при высоких температурах за счетустранения прямого контакта между ними. Так дляAl2O3 и алюмината кальция структуры майенита(12CaO*7Al2O3, обозначается обычно как C12A7)удается сохранить исходный размер ядра вплотьдо температур 1400-1500 С, что позволяетизучать размерные эффекты ввысокотемпературных фазовых и химических превращениях таких материалов [1,2]. В системеC12A7@C оболочка препятствует укрупнению наночастиц оксидных ядер даже при температурахвыше их температуры плавления [1].Для лучшего понимания физико-химических свойств поверхности подобных структурактуальным является изучение их гидрофильных и гидрофобных свойств, в том числе, сорбционныхсвойств при взаимодействии с парами воды. Это важно также с практической точки зрения,поскольку присутствие молекул воды, как правило, всегда сопутствует применению данныхнаночастиц. В настоящей работе исследование сорбционных свойств поверхности структур типаOxide@C с ядром из Al2O3 и из алюмината кальция, спрессованных в микрогранулы, проводилосьтепловизионным методом с применением оригинальной автоматизированной установки, созданной вИФП СО РАН. Развитый экспериментальный подход обладает высокой информативностью, позволяявыявлять особенности скрытых процессов при взаимодействии молекул газа с твердыми телами [3].Показана измеренная матричным тепловизором ТКВр-ИФП/СВИТ температурнаядинамика вышеописанных структур в режиме адсорбции при резкой подаче к образцам насыщенногопара H2O (T = 25С) и в режиме десорбции при вакуумировании. Хорошо видно, что сорбционныесвойства наночастиц с ядрами разной природы кардинально различаются. При этом частицы,покрытые углеродом, проявляют иные свойства гидрофильности, чем частицы без покрытия.