Название(я): Получение вспененного графита и графена
Номер в каталоге: 7
Основной предмет (школа): химия
Область знания (ВУЗ): соединения внедрения в графит, наноэлектроника
Актуальность: За открытие графена в 2010 г. была присуждена нобелевская премия. Задолго до этого был достаточно подробно исследован уникальный класс соединений - различные соединения внедрения в графит, которые, в частности, используются для получения вспененного графита и активных огнезащитных материалов. Реализация проектной работы по получению и исследованию свойств подобных материалов может существенно расширить кругозор школьника, однако с точки зрения техники безопасности обязательно должна выполняться в тесном взаимодействии с тьюторами.
Новизна: синтез и изучение поведения интеркаляционных соединений на основе графита
Цель: получение интеркаляционных соединений с необычными химическими и электрофизическими свойствами
Задачи:
1. изучение литературы по строению и свойствам графита, соединениям внедрения в графит (СВГ), синтезу и свойствам оксида графена и графена, их практическому использованию
2. выбор методик получения СВГ с азотной кислотой, получение вспененного графита при термической обработке СВГ
3. выбор методик получения оксида графена
4. очистка суспензии оксида графена
5. получение графена путем химического восстановления оксида графена или при его термической обработке
6. осаждение листов графена на прозрачный полимерный материал для получения гибкого прозрачного проводника
7. изучение электро- и теплопроводности графита и вспененного графита
Экспериментальные подходы: получение соединений внедрения в графит при взаимодействии с концентрированными кислотами, химическое деламинирование графита
Методические подходы: ознакомление с химией нестехиометрических соединений, интеркаляционных соединений, анизотропией кристаллической решетки, теории химической связи в углеродных наноматериалах
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: концентрированные кислоты, чистый графит, боргидрид натрия, термическое оборудование
Освоение школьником теоретического материала: структура и свойства углеродных наноматериалов и перспектив их практического использования, химическая связь в полиароматических соединениях, теория гибридизации, ковалентные, металлические, ван-дер-ваальсовы силы
Навыки, получаемые школьником: работа с концентрированными кислотами (после детального инструктажа, в средствах защиты кожи и глаз, под присмотром учителя или тьютора), работа с термическим оборудованием,
Предшествующий материал по школьной программе: химия углерода, ароматические соединения, аллотропия углерода
Роль учителя: общее руководство проектом, непосредственное участие во всех экспериментах, подробный инструктаж и контроль соблюдения техники безопасности
Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами, дополнительной литературой, консультативная помощь
Техника безопасности: требуется работа с едкими веществами и концентрированными кислотами, все делать только под тягой, в халатах, перчатках и очках, только в присутствии учителя или тьютора
Примечания: в случае получения графена их можно дополнительно исследовать с помощью атомно – силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (в сотрудничестве с ВУЗом).
Идеализированная структура оксида графена
Первичные литературные ссылки для начала поиска: графен, графит.
Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):
- 1.Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»
- 2.Покрытия - хамелеоны
- 3.Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек
- 4.Благородная металлическая радуга
- 5.Получение искусственных опалов
- 6. Синтез и свойства люминофоров
- 8.Сорбционные свойства силикагеля
- 9.Абразивные материалы
- 10.Эффект Тиндаля
- 11.Электрохромные материалы
- 12.Металлотермическое получение материалов
- 13.Свойства двумерных нанореакторов.
- 14.Магнитные жидкости
- 15.Исследование доступных жидкокристаллических систем
- 16.Силикатный сад
- 17.Жизнь и смерть липосом
- 18.Фунгицидные и бактерицидные наноматериалы
- 19.Химические источники тока
- 20.Вселенная клеточных автоматов
- 21.Сканирующая зондовая микроскопия
- 22.Клатраты
- 23.Проводящие полимеры
- 24. Наноматериалы на основе диоксида титана
- 25.Собственный фильтр для очистки воды
- 26.Биокерамика
- 27.Защита документов от подделки
- 28.Дурацкая замазка
- 29.Кольца Лизеганга
- 30. Разделение наночастиц
 |
|
