В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0087 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- Разработка требований к алгоритмам расчета параметров комплексной математической модели углеродных наноструктурированных сорбентов на основе углеродных нанотрубок.
- Разработка алгоритмов расчета параметров комплексной математической модели углеродных наноструктурированных сорбентов на основе углеродных нанотрубок.
- Разработка требований к архитектуре программно-вычислительного комплекса для моделирования наноструктурных сорбентов и процессов адсорбции на основе нанотрубок (далее — ПВК).
- Изготовление экспериментальных образцов сорбентов на основе функционализированных однослойных углеродных нанотрубок.
- Проведение натурных и предварительных модельных экспериментов.
В ходе выполнения работ были разработаны алгоритмы для расчета параметров комплексной математической модели углеродных наноструктурированных сорбентов на примере углеродных нанотрубок, обеспечивающие моделирование следующих характеристик и свойств углеродных нанотрубок: удельная поверхность, теплота адсорбции, изотерма адсорбции, хиральность, капиллярные эффекты и заполнение нанотрубок.
Были разработаны требования к архитектуре программно-вычислительного комплекса (ПВК), включающие: особенности построения и взаимодействия программных компонентов, организацию информационного доступа и обмена между модулями, механизмы создания и обработки расчетных задач.
Была проведена проверка разработанных моделей путем сопоставления результатов натурных и модельных экспериментов, показавшая высокий уровень совпадения результатов.
Для проведения натурных экспериментов были изготовлены образцы сорбентов на основе функционализированных однослойных углеродных нанотрубок. Использованная методика активации и функционализации углеродных наночастиц показала возможность получения методом прямого жидкофазного окисления в среде азотной кислоты углеродных нанотрубок, обладающих выраженными гидрофильными свойствами. Были установлены оптимальные параметры процесса окисления, позволяющие получать функционализированные углеродные наночастицы без их разрушения.
Полученные результаты соответствуют техническим требованиям к выполняемому проекту и обеспечивают перспективы продолжения работ по проекту. Они позволят на последующих этапах разработать методику оценки эффективности сорбционных материалов для решения задачи хранения водорода и разработать программно-вычислительный комплекс для моделирования процессов взаимодействия углеродных нанотрубок с водородом.
