Дослідження синергетичного ефекту відновленого оксиду графену (rGO) та евтектичних систем на основі нітрату амонію при термічному розкладі

У роботі детально досліджено особливості структурної взаємодії та прояв синергетичного ефекту в системі NH₄NO₃–евтектика–rGO методом ATR-FTIR спектроскопії як інформативного інструменту аналізу локального іонного середовища та міжмолекулярних взаємодій. Проведено порівняльний аналіз чотирьох зразків: чистого нітрату амонію (AN), евтектичної системи на його основі (AN–Eut), композиції з відновленим оксидом графену (AN–rGO) та трикомпонентної системи (AN–Eut–rGO). Такий підхід дозволив простежити еволюцію спектральних характеристик при послідовному ускладненні структури системи та оцінити адитивність або неадитивність внесків окремих компонентів.

Спектр чистого AN характеризується типовими смугами валентних коливань ν(N–H) амонійного катіона в області 3000–3200 см⁻¹, асиметричних та симетричних валентних коливань ν_as(NO₃⁻) та ν_s(NO₃⁻) у діапазоні 1300–1500 см⁻¹, а також деформаційних коливань δ(NO₃⁻) і δ(N–H) у нижчочастотній області. Положення та інтенсивність цих смуг відображають симетрію нітрат-іона, ступінь його координації та характер водневих зв’язків у кристалічній ґратці.

Введення евтектичної складової (AN–Eut) спричиняє помірні, але систематичні зсуви характеристичних смуг ν(N–H), ν_as(NO₃⁻), ν_s(NO₃⁻) та δ(NO₃⁻). Це свідчить про модифікацію локального іонного оточення, зниження симетрії нітрат-іона та перебудову мережі водневих зв’язків. Ймовірно, утворення евтектики супроводжується частковим послабленням міжіонних електростатичних взаємодій та формуванням нових типів асоціатів, що проявляється у зміні ширини та асиметрії спектральних смуг. Такі зміни можуть вказувати на зростання структурної неоднорідності та підвищення динамічності іонної підсистеми.

Отримані результати підтверджують формування багаторівневої системи взаємодій у композиції AN–Eut–rGO та демонструють, що структурна модифікація має кооперативний характер. Виявлений синергетичний ефект на молекулярному рівні може бути ключовим фактором, що визначає подальші зміни фізико-хімічних та термічних характеристик матеріалу, зокрема особливості фазових переходів, стабільність кристалічної структури та характер термічного розкладу модифікованих нітратних композицій.

Ключові слова: нітрат амонію, евтектична система, відновлений оксид графену, ATR-FTIR, синергетичний ефект, міжіонні взаємодії.

Замовлення