RU2507152C2 - Способ получения фуллеренов - Google Patents
Способ получения фуллеренов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2507152C2 RU2507152C2 RU2012109978/05A RU2012109978A RU2507152C2 RU 2507152 C2 RU2507152 C2 RU 2507152C2 RU 2012109978/05 A RU2012109978/05 A RU 2012109978/05A RU 2012109978 A RU2012109978 A RU 2012109978A RU 2507152 C2 RU2507152 C2 RU 2507152C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- density
- current
- chamber
- fullerenes
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при электрохимической очистке сточных вод, имеющих сложный состав органического происхождения и ряд неорганических компонентов. Проводят электрохимическую обработку сточных вод, содержащих органические примеси, в анодной камере двухкамерного электролизера под действием переменного асимметричного тока плотностью 500 мА/дм2 с асимметрией 7-10 (отношением плотности тока отрицательного полупериода к плотности тока положительного полупериода Iк/Iа) и частотой тока 1900-2200 Гц. Затем воду отстаивают и/или центрифугируют, полученный осадок в виде суспензии промывают и обрабатывают толуолом. Технический результат: получают кластеры С60 с минимальными энергетическими и материальными затратами.
Description
Изобретение относится к производству фуллеренов, а именно к электрохимическому получению фуллеренов из отходов, получающихся при электрохимической очистке сточных вод, имеющих сложный состав органического происхождения и ряд неорганических компонентов.
Известны способ и устройство для электрохимического метода обработки воды [«Способ электрохимической очистки воды», А.Н. Диденко, А.Н. Чижов, С.В. Образцов и Л.Е. Марков. А.С. SU №1171428 А, от 03.12.82. опубл. 07.08.85. Бюл №29], которые могут быть использованы при очистке природных, технологических и сточных вод от примесей органического и неорганического происхождения; организации оборотного водоснабжения, обеспечение водой малонаселенных, осваиваемых районов; предварительной подготовки воды для дальнейшего глубокого обессоливания, например электродиализом и т.д. Недостатком способа является невозможность очистки сточных вод со сложным составом примесей неорганического и органического происхождения, позволяющего получать осадок после обработки сточной воды в анодной камере содержащий элементарный углерод в виде мелкодисперсного порошка (сажи).
Известны способ и устройство для получения нанодисперсного углерода [см. патент RU №2344074 C1 C01B 31/00, В82В 3/00 «Способы получения нанодисперсного углерода и устройство для их реализации» Каргопольцев В.А., Носачев Л.В., Прохоров Р.В. от 15.03.2007, опубл. 20.01.2009 Бюл. №2], которые использованы при получении твердофазных наноструктурированных материалов, в частности ультрадисперсных алмазов, фуллеренов и углеродных нанотрубок. Смесь, состоящую из углеродосодержащего вещества и окислителя, готовят с отрицательным кислородным балансом. В качестве углеродосодержащего вещества, используют ацетилен или керосин. Смесь, содержащую ацетилен, вводят в детонационный объем, выполненный в виде полузамкнутой резонансной камеры с коэффициентом избытка окислителя не менее 0,14 через пористую стенку и с коэффициентом избытка окислителя более 0,96 через кольцевое сверхзвуковое сопло. Смесь, содержащую керосин, подогретую при давлении 0,2-25 МПа до 640-860°С, вводят в камеру с коэффициентом избытка окислителя менее 0,12 через пористую торцевую стенку, а с коэффициентом избытка окислителя более 0,9, подогретую при давлении 0,6 МПа до 640-860°С, - через кольцевое сверхзвуковое сопло. В камере при помощи инициатора производят детонацию смеси. Процесс проводят периодически в квазистационарном режиме с частотой 100-20000 Гц при скорости охлаждения продуктов детонации 2 105-106 К/с. Способ снижает трудоемкость процесса, уменьшается масса и габариты устройства, повышается качество за счет снижения примесей в продуктах детонации при их быстром выбросе в вакуум или инертную среду.
Известны способ и устройство для получения фуллереносодержащей сажи (см. патент RU №2234457, МПК СO1В 31/02, опубликован 20.08.2004). Способ производства фуллереносодержащей сажи заключается в испарении графита в электрической дуге между коаксиальными графитовыми электродами, размещенными в атмосфере инертного газа, один из которых непрерывно перемещается в зону электрической дуги через зону тлеющего разряда. На перемещаемый в зону электрической дуги графитовый электрод подают электрическое напряжение попеременно положительной полярности в течение 2-15 мин. и отрицательной полярности в течение 1-5 мин. Сформировавшиеся внутри дуги продукты удаляются оттуда кольцевым потоком инертного газа, направленным вдоль оси электродов через область, отстоящую на расстояние R>45 мм от оси электродов. В способе предусмотрена дополнительная операция дегазации электрода тлеющим разрядом. Устройство включает плазменный реактор в виде герметичной цилиндрической камеры с системой циркуляции инертного газа со средством улавливания фуллереносодержащей сажи, с размещенными по оси камеры двумя графитовыми стержневыми электродами, один из которых неподвижно закреплен в охлаждаемом токовводе, а другой установлен во втором охлаждаемом токовводе. с возможностью осевого поступательного перемещения. Реактор дополнительно снабжен камерой обезгаживания подвижного графитового электрода тлеющим разрядом, система циркуляции инертного газа снабжена кольцевым щелевым соплом, размещенным коаксиально электродам, а средство улавливания фуллереносодержащей сажи снабжено электрофильтром, установленным на входе системы циркуляции инертного газа. К недостаткам относится осаждение катодного депозита заполярности, относительно невысокая производительность по саже и фуллеренам при значительных затратах энергии, возможность срыва дуги потоком инертного газа и прожигания стенки разрядной камеры.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа производства фуллеренов, который обеспечивает высокую производительность по фуллеренам при минимальных затратах энергии, снижение материальных затрат, в том числе и затрат на исходные материалы. Задача достигается тем, что проводят электрохимическую обработку фекальных сточных вод, содержащих органические примеси, в анодной камере двухкамерного электролизера под действием переменного асимметричного тока плотностью 500 мА/дм2 с асимметрией 7-10 (отношением плотности тока отрицательного полупериода к плотности тока положительного полупериода Iк/Iа) и частотой тока 1900-2200 Гц, затем воду отстаивают и/или центрифугируют, полученный осадок в виде суспензии обрабатывают толуолом.
Пример реализации способа.
Один литр исходной фекальной сточной воды обрабатывается в анодной камере двухкамерного электролизера, где под действием переменного асимметричного тока плотностью 500 мА/дм2 с частотой 2100 Гц и асимметрией (отношением плотности тока отрицательного полупериода к плотности тока положительного полупериода Iк/Iа) S=8. Происходит анодное восстановление углерода, содержащегося в молекулах органических примесей в исходной фекальной воде и он выпадает в осадок в виде элементарного углерода. После обработки вода с осадком поступает в отстойник. После отстаивания и/или центрифугирования и промывки фуллерены экстрагируются из осадка в виде суспензии толуолом.
Из полученного осадка весом 5 г в раствор толуола переходит 0,65 г углерода, что составляет 13% вещества. Анализ показал, что получены кластеры С60.
Технический результат: высокая эффективность способа позволяет получать кластеры углерода С60 с минимальными энергетическими и финансовыми затратами из отходов (фекальных сточных вод). Высокая эффективность заключается в том, что в отличие от существующих способов получения фуллеренов предлагаемый способ использует в качестве сырья дешевые материалы, он прост и сравнительно недорог в изготовлении оборудования для реализации, причем одновременно происходит очистка фекальных сточных вод, что является основным процессом, и получение фуллеренов, что является сопутствующим процессом.
Claims (1)
- Способ получения фуллеренов, включающий электрохимическую обработку сточных вод, содержащих органические примеси, в анодной камере двухкамерного электролизера под действием переменного асимметричного тока плотностью 500 мА/дм2 с асимметрией 7-10 (отношением плотности тока отрицательного полупериода к плотности тока положительного полупериода Iк/Iа) и частотой тока 1900-2200 Гц, затем воду отстаивают и/или центрифугируют, полученный осадок в виде суспензии обрабатывают толуолом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109978/05A RU2507152C2 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ получения фуллеренов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109978/05A RU2507152C2 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ получения фуллеренов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012109978A RU2012109978A (ru) | 2013-09-20 |
RU2507152C2 true RU2507152C2 (ru) | 2014-02-20 |
Family
ID=49183093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109978/05A RU2507152C2 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ получения фуллеренов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2507152C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1171428A1 (ru) * | 1982-12-03 | 1985-08-07 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте | Способ электрохимической очистки воды |
RU2221863C2 (ru) * | 1998-03-13 | 2004-01-20 | Рисерч Инститьют оф Инновэйтив Текнолоджи фор Дзе Ерт | Устройство для получения углерода с использованием биомассы |
RU2234457C2 (ru) * | 2001-06-01 | 2004-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "НеоТекПродакт" | Способ получения фуллеренсодержащей сажи и устройство для его осуществления |
RU2344074C1 (ru) * | 2007-03-15 | 2009-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Способы получения нанодисперсного углерода (варианты) и устройство для их реализации |
RU2433952C1 (ru) * | 2010-03-19 | 2011-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Способ выделения углеродных наночастиц |
-
2012
- 2012-03-14 RU RU2012109978/05A patent/RU2507152C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1171428A1 (ru) * | 1982-12-03 | 1985-08-07 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте | Способ электрохимической очистки воды |
RU2221863C2 (ru) * | 1998-03-13 | 2004-01-20 | Рисерч Инститьют оф Инновэйтив Текнолоджи фор Дзе Ерт | Устройство для получения углерода с использованием биомассы |
RU2234457C2 (ru) * | 2001-06-01 | 2004-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "НеоТекПродакт" | Способ получения фуллеренсодержащей сажи и устройство для его осуществления |
RU2344074C1 (ru) * | 2007-03-15 | 2009-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Способы получения нанодисперсного углерода (варианты) и устройство для их реализации |
RU2433952C1 (ru) * | 2010-03-19 | 2011-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Способ выделения углеродных наночастиц |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012109978A (ru) | 2013-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6621735B2 (ja) | カソード、電気化学セル及びその使用 | |
CN105060408B (zh) | 一种水下低温等离子体废水处理方法及装置 | |
KR100895122B1 (ko) | 폐활성슬러지의 감량 및 혐기성 소화 효율 개선 방법 및 장치 | |
CN104591466B (zh) | 一种电厂脱硫废水零排放处理的方法 | |
CN111517428B (zh) | 一种脱除pta废水中重金属离子的处理工艺及系统 | |
RU2430889C1 (ru) | Способ электроимпульсной очистки загрязненных промышленных сточных вод и установка для электроимпульсной очистки загрязненных промышленных сточных вод | |
CN104743732A (zh) | 一种电厂脱硫废水零排放回用的方法 | |
CN101254960A (zh) | 等离子体水处理方法及其装置 | |
CN100408152C (zh) | 纳米碳液的制备方法及其制造设备 | |
Mahmood et al. | Application of metal-air fuel cell electrocoagulation for the harvesting of Nannochloropsis salina marine microalgae | |
RU2507152C2 (ru) | Способ получения фуллеренов | |
CN204939042U (zh) | 一种水下低温等离子体废水处理装置 | |
CN204162484U (zh) | 一种回转式污水处理的电絮凝装置 | |
KR101466914B1 (ko) | 이산화티탄 나노튜브 광촉매의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치 | |
CN111235588A (zh) | 液体阴极辉光放电等离子体制备纳米氧化锌的方法 | |
Zeng et al. | Plasma treated active carbon for capacitive deionization of saline water | |
CN204058031U (zh) | 一种废水处理设备 | |
CN111847626B (zh) | 一种利用催化氧化法对电镀清洗废水中络合态重金属进行预处理的装置的使用方法 | |
JP2014010931A (ja) | プラズマ処理方法及び処理装置 | |
US1392524A (en) | Process for the purifying and clarifying of water | |
Busarev et al. | Chromium-containing wastewater treatment by means of using galvanocoagulators | |
WO2020099370A1 (en) | Electrolytic cell and method for obtaining graphene by means of electrochemical exfoliation | |
CN103086483A (zh) | 净化水的方法以及包含该方法的采油工艺 | |
JP2011073896A (ja) | カルシウムシアナミドを含む粉体、該粉体の製造方法及びその装置 | |
RU106616U1 (ru) | Установка для получения высококалорийного плазмогаза из углеродосодержащих водоорганических ультрадисперсных систем |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140315 |