Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
конференция шунгиты.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.32 Mб
Скачать

Изменение свойств шунгитов, обусловленное взаимодействием с водой н.Н. Рожкова Институт геологии Кар.Нц ран, г. Петрозаводск

E-mail: rozhkova@krc.karelia.ru

Интерес к шунгитовым породам, как к перспективному углеродсодержащему сырью вырос в последние годы благодаря возможности активации наноразмерных элементов, составляющих основу структуры углерода шунгитов. Ограничение использования шунгитовых пород в традиционных для углеродных материалов технологиях, таких как адсорбенты, катализаторы и наполнители композиционных материалов, связано со значительными вариациями свойств шунгитов одинакового состава, а также с необходимостью решения экологических вопросов. Наночастицы (НЧ) углерода играют большую роль в биологических и геохимических процессах, оказывая неоднозначное влияние на экологическую обстановку (Пиотровский, 2006).

Шунгиты различных месторождений (Шуньга, Максово, Чеболакша и Нигозеро) характеризуются структурным подобием, но различием объемной морфологии, что обеспечивает им широкий диапазон полезных свойств, таких как пористость и удельная поверхность. Наибольшие величины поверхности и пористости могут быть получены при гидротермальной обработке, что согласуется с ролью воды в структурных преобразованиях углерода (Gogotsi et al, 2001). Несмотря на природную гидрофобность углерода, значительное количество воды инкапсулировано в шунгитовом углероде (2-7 в.%).

Потенциальные применения НЧ углерода, прежде всего биомедицинское, предполагают получение углерода в форме водных дисперсий. Стабильные водные дисперсии из гидрофобных НЧ, синтезированных в инертной атмосфере (фуллерены, нанотрубки, фуллереновая сажа, наноалмазы и нанографиты), можно получить только с помощью их модификации. Важная роль в стабилизации углеродных частиц в воде отводится кислородсодержащим группам на поверхности углерода и гидратации НЧ углерода. При растворении в воде дифильных частиц, к которым относятся НЧ шунгитового углерода, содержащих, наряду с неполярными участками заряженные функциональные группы, стабилизировать НЧ в воде можно, увеличивая концентрацию кислородсодержащих групп, и/или высвобождая подвижные углеродные структуры. Показано, что в шунгитовом углероде подвижными являются изогнутые графеновые пачки (Rozhkova, Gribanov, 2006).

Слабая изученность взаимодействия НЧ с водой объясняется сложностью определения небольших концентраций наноуглерода в воде и, высокой активностью НЧ, которая может проявляться при низких концентрациях. НЧ углерода активно используются для производства адсорбентов и фильтров при водоочистке и водоподготовке, а благодаря разработке способов получения водорастворимых, гидратированных НЧ углерода (Andrievsky et al, 1995) появилась возможность проведения исследований биологической активности и токсичности нативных фуллеренов и фуллереноподобных частиц. В тоже время характер взаимодействия НЧ с водой и связанные с ним эффекты гидратации остаются пока в значительной степени непонятными (Vogler, 1998).

В работе приведен анализ свойств шунгитов, на изменение которых влияет взаимодействие шунгитов с водой.