RU2484014C2 - Способ получения углеродосодержащих наночастиц - Google Patents
Способ получения углеродосодержащих наночастиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484014C2 RU2484014C2 RU2011134526/05A RU2011134526A RU2484014C2 RU 2484014 C2 RU2484014 C2 RU 2484014C2 RU 2011134526/05 A RU2011134526/05 A RU 2011134526/05A RU 2011134526 A RU2011134526 A RU 2011134526A RU 2484014 C2 RU2484014 C2 RU 2484014C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- water
- nanodiamonds
- volume
- jet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в плазмохимии и фармакологии. С помощью парожидкостного плазмотрона формируют плазменную струю из спирта или его водного раствора. Плазменную струю вводят в объем воды, погружая сопло плазмотрона перпендикулярно поверхности воды на глубину 10-20 мм. Техническим результатом является получение наноалмазов 20-40 нм в непрерывном процессе. 3 ил.
Description
Изобретение относится к синтезу алмазных наночастиц, которые могут быть использованы в катализаторах, автомобильных маслах и фармакологии.
Известно превращение различных форм углерода в алмаз при давлении порядка 100000 кг/см2 (RU 2359902, С01В 31/06).
Известен процесс получения искусственных алмазов при этом давлении.
Известно также, что при схлопывании кавитационных пузырьков в воде образуются локальные области давления более 10000 кг/см2.
Известны преимущества парожидкостных плазмотронов (RU 996678, 2010) по сравнению с газовыми плазмотронами, обусловленные более высокими значениями энтальпии (теплосодержания) плазменной струи (RU 2397848, 2010).
Известны способ и устройство плазмохимического синтеза нанообъектов RU 2371381, 2009 (аналог). Этот способ заключается в том, что создают плазму путем пропускания плазмообразующего газа через электрическую дугу с выходом плазмы через сопло, в которое вводят исходный дисперсный материал, и воздействуют на плазму и этот материал высокочастотным полем, при этом в область между зоной реакции и водоохлаждаемой камерой подают поток охлаждающего инертного газа, дополнительно в плазму вводят катализатор путем испарения катода, который перемещают по мере его испарения, и в низкотемпературной области плазмы системой возбуждения электронов повышают энергию их путем подачи напряжения 25 В на эмиттер системы возбуждения, при этом в охлаждающий поток газа вводят диспергированную жидкость и создают условия сопряжения плазменного реактора с ВЧ-полем. В способе осуществляют плазмохимический синтез в зоне каталитической реакции на внешней границе плазменного ядра, где температура 2500 К. После первичного охлаждения в газовой атмосфере реакционной камеры газовый поток, содержащий синтезированные нанообъекты, направляют для окончательного охлаждения в камеру с охлаждающей жидкостью, которая не контактирует с плазмой.
Недостатком аналога является сложность оборудования для его реализации, так как способ синтеза нанообъектов базируется на трудноконтролируемых и сложных плазмохимических процессах с использованием катализаторов.
Известен способ получения углеродосодержащих наночастиц (BY 11283 С01В 31/00, 2008 - прототип), включающий формирование плазменной струи с помощью плазмотрона и введения струи в объем жидких углеводородов. В способе плазмотрон работает на газообразном углеводородном рабочем теле. Недостатком способа является пожароопасность из-за совместного применения плазмы и углеводородов.
Предлагаемое изобретение направлено на реализацию непрерывного процесса получения алмазных наночастиц (наноалмазов) с использованием серийно выпускаемого оборудования.
Возможность реализации изобретения основана на том, что при введении в воду плазменной струи со скоростью ее истечения из сопла порядка 100 м/сек из-за возникающих больших градиентов скоростей и температур, взрывного пара - и вихреобразования в объеме воды в зоне контакта с плазмой происходит образование кавитационных пузырьков, внутрь которых попадают атомы углерода, как продукт диссоциации молекул спирта в плазме. При схлопывании пузырьков при возникающем давлении более 10000 кг/см2 образуются в соответствии с известной диаграммой фазовых состояний углерода наноалмазы, которые концентрируются в воде в виде взвеси. Наиболее простой способ их извлечения их из водной взвеси - выпаривание.
Техническим результатом является осуществление непрерывного процесса получения наноалмазов 20-40 нм.
Достигается это тем, что способ получения алмазных наночастиц включает формирование с помощью парожидкостного плазмотрона плазменной струи из спирта или его водного раствора (которые используют в качестве рабочего тела плазмотрона) и вводят струю в объем воды. Полученную взвесь наночастиц в воде испаряют для их извлечения.
ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
Нанодисперсную алмазную фазу углерода в виде наночастиц получают с помощью плазменного комплекса «Горынычъ», серийно выпускаемого в соответствии с патентом RU 93712, 2010 при токе 6А и напряжении 120 В на панеле управления плазмотрона и при использовании сопла с отверстием, диаметром 1,2 мм, а в качестве плазмообразующего рабочего тела используют 80%-ный раствор этанола в дистиллированной воде. Для этого используют открытый сверху стеклянный сосуд объемом 1 л или более с водой комнатной температуры (для увеличения длительности процесса используют сосуд с проточной водой, расход которой 0,01-0,05 л/мин в зависимости от требуемой концентрации наноалмазов в воде). Формируют плазменную струю длиной 200-300 мм, далее вводят ее в объем воды, погружая в нее сопло плазмотрона перпендикулярно поверхности воды на глубину 10-20 мм и удерживают плазмотрон в этом положении в течение не менее 20 мин и более для получения заметной концентрации наноалмазов. Наличие наноалмазов в воде контролируют с помощью люминесценции по характерному для алмаза голубовато-синеватому высвечиванию взвеси при освещении воды в сосуде ультрафиолетовым источником света. Далее полученную взвесь выпаривают.
На фиг.1 и 2 представлены изображения наноалмазов, полученные в электронном микроскопе. На фиг.3 представлена электронограмма наноалмазов.
Таким образом поставленная задача получения наноалмазов достигнута.
Claims (1)
- Способ получения алмазных наночастиц, включающий формирование с помощью плазмотрона плазменной струи, которую вводят в объем жидкости, отличающийся тем, что струю формируют с помощью парожидкостного плазмотрона из спирта или его водного раствора и вводят в объем воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134526/05A RU2484014C2 (ru) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | Способ получения углеродосодержащих наночастиц |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134526/05A RU2484014C2 (ru) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | Способ получения углеродосодержащих наночастиц |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011134526A RU2011134526A (ru) | 2013-02-27 |
RU2484014C2 true RU2484014C2 (ru) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134526/05A RU2484014C2 (ru) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | Способ получения углеродосодержащих наночастиц |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484014C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556763C2 (ru) * | 2013-10-01 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственный Центр "Квадра" | Способ синтеза ультрадисперсных алмазов |
RU2616040C1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "РБ-Композит" | Способ синтеза углеродсодержащих наночастиц и попутного получения технического водорода |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6645438B1 (en) * | 2000-05-05 | 2003-11-11 | New Jersey Institute Of Technology | Methods and apparatus for producing fullerenes in large quantities from liquid hydrocarbons |
US20040245088A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-09 | Lockheed Martin Corporation | System, method, and apparatus for continuous synthesis of single-walled carbon nanotubes |
US20070044513A1 (en) * | 1999-08-18 | 2007-03-01 | Kear Bernard H | Shrouded-plasma process and apparatus for the production of metastable nanostructured materials |
RU2371381C2 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Способ и устройство плазмохимического синтеза нанообъектов |
RU2383491C1 (ru) * | 2008-11-05 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Способ получения микроалмазов |
RU93720U1 (ru) * | 2009-11-16 | 2010-05-10 | Юрий Михайлович Агриков | Многофункциональный переносной комплекс для плазменной обработки |
RU99678U1 (ru) * | 2010-07-19 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | Плазмотрон парожидкостной |
RU2418662C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-05-20 | Юрий Михайлович Агриков | Способ плазменной обработки негорючих материалов |
-
2011
- 2011-08-17 RU RU2011134526/05A patent/RU2484014C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070044513A1 (en) * | 1999-08-18 | 2007-03-01 | Kear Bernard H | Shrouded-plasma process and apparatus for the production of metastable nanostructured materials |
US6645438B1 (en) * | 2000-05-05 | 2003-11-11 | New Jersey Institute Of Technology | Methods and apparatus for producing fullerenes in large quantities from liquid hydrocarbons |
US20040245088A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-09 | Lockheed Martin Corporation | System, method, and apparatus for continuous synthesis of single-walled carbon nanotubes |
RU2371381C2 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Способ и устройство плазмохимического синтеза нанообъектов |
RU2383491C1 (ru) * | 2008-11-05 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Способ получения микроалмазов |
RU2418662C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-05-20 | Юрий Михайлович Агриков | Способ плазменной обработки негорючих материалов |
RU93720U1 (ru) * | 2009-11-16 | 2010-05-10 | Юрий Михайлович Агриков | Многофункциональный переносной комплекс для плазменной обработки |
RU99678U1 (ru) * | 2010-07-19 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | Плазмотрон парожидкостной |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556763C2 (ru) * | 2013-10-01 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственный Центр "Квадра" | Способ синтеза ультрадисперсных алмазов |
RU2616040C1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "РБ-Композит" | Способ синтеза углеродсодержащих наночастиц и попутного получения технического водорода |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011134526A (ru) | 2013-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nozaki et al. | A single step methane conversion into synthetic fuels using microplasma reactor | |
US3009783A (en) | Production of carbon black | |
EP3567130B1 (en) | Reactor for fabrication of graphene | |
TWI603913B (zh) | 石墨烯片的形成裝置與形成方法 | |
JP2015516958A (ja) | プラズマ技術を使用したアセチレンの製造方法及び装置 | |
AU2015358565B2 (en) | Direct incorporation of natural gas into hydrocarbon liquid fuels | |
RU2011115430A (ru) | Способ получения углеродных нанотрубок и реактор (варианты) | |
RU2484014C2 (ru) | Способ получения углеродосодержащих наночастиц | |
Hu et al. | Conversion of methane to C2 hydrocarbons and hydrogen using a gliding arc reactor | |
RU2455119C2 (ru) | Способ получения наночастиц | |
Belmonte et al. | Comparison between hexatriacontane and stearic acid behaviours under late Ar―O2 post-discharge | |
NO123177B (ru) | ||
JP5781768B2 (ja) | パラフィンの精製方法および精製装置 | |
RU2556763C2 (ru) | Способ синтеза ультрадисперсных алмазов | |
RU2383491C1 (ru) | Способ получения микроалмазов | |
Zhu et al. | Hydrogen production by microwave discharge in liquid: Study on the characteristics effect of suspended electrode | |
Jungers et al. | The Mercury Photosensitized Hydrogenation of Ethylene, Ethylene‐d 4 and Partially Deuterized Ethylenes | |
Wang et al. | Direct conversion of methane into methanol and formaldehyde in an RF plasma environment II: Effects of experimental parameters | |
Ruan et al. | Towards more efficient hydroformylation of long‐chain alkenes in aqueous biphasic system using microbubbles | |
WO2024070744A1 (ja) | 硫化カルボニルの製造方法 | |
RU2567283C2 (ru) | Способ и устройство для получения углеродных нанотрубок | |
RU2343181C1 (ru) | Способ плазмохимического гидрокрекинга тяжелых углеводородных фракций и устройство для его реализации | |
RU2561616C2 (ru) | Способ получения массивов ориентированных углеродных нанотрубок на поверхности подложки | |
US1720910A (en) | Process of treating material in liquid state electrochemically | |
US20230182105A1 (en) | Systems And Methods For Carbon Dioxide Conversion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140818 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160327 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |