East European Journal of Physics (Jan 2019)
Супрамолекулярний дизайн карбонів для накопичувачів електричної енергії з реактансно-сенсорною функціональною гібридністю
Abstract
Метою даної роботи є розширення класу накопичувачів електричної енергії з неспряженою функціональною гібридністю. В якості вихідної речовини для досліджень використано циклодекстрини β- та γ- модифікацій, які містять внутрімолекулярні пустоти, які здатні акомодувати гостьові компоненти шляхом молекулярного розпізнавання за принципом “замок- ключ”. Для досліджень отриманих карбонових структур використали методи прецизійної порометрії та імпедансної спектроскопії, проведено електрохімічні та магнітні вимірювання. Дані прецизійної порометрії засвідчили про бімодальну пористу структуру синтезованих карбонізатів. Загальна питома площа активної поверхні β-циклодекстринового карбонізату становила порядка 72 м2/г. Після KOH-модифікації питома ємність для β-циклодекстринового карбонізату становила 158 Ф/г, а у від’ємній області потенціалів – 203 Ф/г. Для γ-циклодекстринового карбону остання величина становила – 162 Ф/г. Використовуючи здатність β-циклодекстрину до молекулярного розпізнавання фероцену (FС) цей кавітат піддано активаційній карбонізації за тими ж режимами, що і β-циклодекстрин. Питома ємність отриманого карбонізату комплексу β-CD після KОН-модифікації становила 110 Ф/г. Для кавітатного карбону, синтезованого з γ-CD питома ємність впала у два рази. Дослідження β-циклодекстрин комплексів включень “господар-гість” з молекулярним йодом, вказали на незначне зростання ємності. Проте їх межа з 30 %-водним розчином електроліту проявила високу фоточутливість. При освітленні інтегральним і монохроматичним світлом від світлодіодів однакової інтенсивності питома ємність кавітатного карбону без КОН-модифікації зросла в 4 рази. Магнітні дослідження синтезованих карбонів показали, що усі вони проявляють феромагнітні властивості. Вимірювання комірок симетричної конфігурації з електродами на основі карбонів, синтезованих з γ-CD та γ-CD за нормальних умов та в постійному магнітному полі показали, що їх ємність практично не міняється, зате суттєво змінюються їх реактансні параметри. Суперконденсатори на основі цих карбонів можуть служити давачами слабкого магнітного поля за кімнатних температур, формуючи новий клас пристроїв – магнетоваріоністорів.
Keywords
