Кондратюк А. С. Механохімічне одержання, будова, спектральні та функціональні характеристики модифікованих графенів, графеноподібних нітриду вуглецю і дисульфіду вольфраму

Дисертаційну роботу присвячено розробці способів механохімічного одержання графеноподібних напівпровідників C3N4 і WS2 та модифікованих графенів, з’ясуванню за допомогою комплексу взаємодоповнюючих експериментальних методів впливу умов одержання вказаних матеріалів на їх будову, спектральні, електрохімічні властивості, а також на їх поведінку в процесах електрохімічного відновлення кисню, фотохімічного виділення водню з води, електрохімічного детектування біомолекул з близькими значеннями редокс потенціалу та генерування фотоструму в нанокомпозитах з електропровідними полімерами. На підставі проведених досліджень встановлено можливість модифікування графену функціональними групами та допування атомами азоту або одночасно азоту та фтору шляхом взаємодії механохімічно генерованих в структурі механохімічно одержаного графену активних центрів відповідно з аліфатичними спиртами, аміаком або продуктами термічного розкладу фториду амонію. Виявлено, що наночастинки одержаних графенів характеризуються переважно моношаровою морфологією, а їх латеральний розмір залежить від природи використаного розшаровуючого агента. За допомогою раманівської спектроскопії показано, що модифікування графенів підвищує упорядкованість їх структури. З’ясовано, що допований азотом графен в реакції відновлення кисню за рахунок особливостей будови характеризується більш високими електрокаталітичними властивостями у порівнянні з графеном, одночасно допованим азотом та фтором (NF-GR). При використанні у електрохімічних сенсорах наявність в наночастинках одержаних графенів допуючих атомів зумовлює їх високу електрокаталітичну активність та селективність при визначенні концентрації одночасно присутніх в водному розчині біомолекул допаміну, аскорбінової та сечової кислот. Показано можливість механохімічного одержання графеноподібних напівпровідникових C3N4 і WS2. Виявлено, що переважно моношарова морфологія графеноподібного C3N4 забезпечує більш високий відновний потенціал, ефективніші розділення і перенесення фотогенерованих зарядів, що зумовлює його високу фотокаталітичну активність в реакції виділення водню з води під дією світла. Встановлено, що значне гасіння фотолюмінесценції заміщених поліпарафеніленвініленів (MEH-PPV або кополімеру SuperYellow) та збільшення величини фотоструму в їх гібридних нанокомпозитах з механохімічно одержаними 2D матеріалами зумовлено переносом фотогенерованих електронів з макромолекул електропровідних полімерів на наночастинки модифікованих графенів або графеноподібних MoS2 і WS2.