АДСОРБЦІЯ ИОНОВ МЕТАЛІВ Co, Ni, Cu, Zn НА ФУЛЕРЕНІ C60 І НА ОДНОСТІННІЙ ВУГЛЕЦЕВІЙ НАНОТРУБЦІ C48 ЯК ДІЮЧА СИЛА ЕЛЕКТРООСАДЖЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОКРИТТІВ

Abstract

Досліджено композиційні плівки, осаджені у водних розчинах електролітів, що містять іони металів і частинки вуглецевих наноматеріалів, таких як фулерен C60. Результати дослідження катодних поляризаційних кривих показали збільшення опору переносу заряду. Аналіз фазового складу металевих плівок показав наявність вуглецевих наночастинок (ВНЧ) всередині металевої матриці і значні зміни у кристалічній решітці. З результатів дослідження мікрофотографій слідує, що додавання ВНЧ змінює структуру росту металевих плівок від стовбчатої ​​до мікрошаруватої через пасивацію поверхні. У даній роботі теорія функціонала густини (ТФГ) була використана для розрахунку термохімічних, електронних і структурних властивостей комплексів іонів металів з ВНЧ. Результати розрахунків енергії зв'язку комплексів ВНЧ- Me2+ дозволяють припустити, що адсорбція іонів Co2+, Ni2+, Cu2+ та Zn2+ на поверхні фулерену C60 і одностінної вуглецевої нанотрубки (ОВНТ) C48 можлива і термодинамічно вигідна. Було виявлено, що енергія зв'язку більша у разі адсорбції іона металу на поверхні ОВНТ C48, у порівнянні з адсорбцією на фулерені C60. Оскільки комплекси Cu2+ були найбільш термодинамічно стабільними, енергія зв'язку зростала у такій послідовності Co2+<Zn2+<Ni2+<Cu2+. Результати розрахунків вільної енергії зв'язку показали хорошу кореляцію з шириною забороненої зони, відстанями між іоном металу і поверхнею ВНЧ, дипольними моментами, делокализацією заряду у методі природних орбіталей (МПO) і другим потенціалом іонізації іонів металів.