Влияние структуры и состояния поверхности углеродных нанотрубок, допированных азотом, на их функциональные и каталитические свойства

Проведено комплексное исследование допированных азотом углеродных нанотрубок (N—CNT) при изменении содержания азота от 0 ат.% до 7.3 ат.%. Выявлена корреляция между содержанием пиридиноподобного азота и дефектностью бамбукоподобной структуры N—CNT. С помощью сочетания экспериментальных данных рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, сканирующей электронной микроскопии и оригинального моделирования структуры N—CNT c использованием структуры g-C3N4 предложена модель графенового слоя с дефектами, включающими упорядоченные углеродные вакансии и пиридиноподобный азот. Обнаружено, что увеличение удельной емкости N—CNT в кислотном и щелочном электролитах более чем в 2 раза по сравнению с недопированными углеродными нанотрубками обусловлено значительным улучшением их гидрофильных свойств вследствие формирования дефектов с участием пиридиноподобных азотных центров. Продемонстрирована эффективность N—CNT в качестве катализатора и носителя палладиевого катализатора в реакции окислительного обессеривания дибензотиофена.