RU2509721C1 - Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний - Google Patents
Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509721C1 RU2509721C1 RU2012127845/05A RU2012127845A RU2509721C1 RU 2509721 C1 RU2509721 C1 RU 2509721C1 RU 2012127845/05 A RU2012127845/05 A RU 2012127845/05A RU 2012127845 A RU2012127845 A RU 2012127845A RU 2509721 C1 RU2509721 C1 RU 2509721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- fullerene
- reaction chamber
- materials
- jet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Материал, содержащий фуллерен и кремний, получают термической обработкой исходных материалов в реакционной камере с помощью струи высокотемпературной плазмы. В эту струю подают на разных уровнях последовательно фуллерен (3) и кремний (4). Оба вводимых компонента подвергают возгонке, осуществляют взаимную коагуляцию частиц этих материалов. Формируемую композицию подвергают воздействию циклонического потока инертной газовой среды (5), создаваемого вдоль стенок реакционной камеры - по периферии отводимого потока материала. Полученный материал, содержащий фуллерен и кремний, обладает высокой проводимостью, чувствительностью к электромагнитным и акустическим сигналам. 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к физико-технологическим процессам получения новых композиционных материалов, предназначенных для использования в электрической, перерабатывающей отраслях промышленности, металлургии и в качестве нанодобавки к минеральным материалам.
Фундаментальные и прикладные работы в этой области выявляют направления получения фуллеритов и композиций на их основе, из которых наиболее представительными являются методы получения фуллеритов и композиций, включающие переработку исходных углеродсодержащих материалов и введение их в жидкие среды: масла, жиры, поливинилпирролидон [RU 2327518, В01J 20/32, 2007; RU 2279402, С01В 31/02, 2004, RU 2198136, С01В 31/00, 02, 2002].
Существенным недостатком аналогов является ограниченность направлений получения композиционных материалов на основе фуллерена и фуллеренсодержащих материалов (ФСМ), т.к. процесс предусматривает получение композиций только с использованием жидких растворов, что существенно ограничивает возможности их использования в порошковой металлургии, в производстве фильтров, сорбентов, добавок к гранулированным и молотым материалам.
Наиболее близким техническим решением является способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний, включающий механическое смешивание этих компонентов [WO 2008027898 А2, 06.03.2008].
Существенным и очевидным недостатком этого процесса является техническая невозможность получения нанодисперсного взаимодействия материалов с использованием их физико-химических свойств, которые приводят к получению качественно новых свойств таких композиций.
Технической задачей и положительным технологическим результатом предлагаемого способа является получение нового материала на основе фуллерена (ФСМ) и кремния, обладающих одновременно свойствами ФСМ и свойствами кремния, взаимно дополняющими друг друга: высокая проводимость, чувствительность к электромагнитным и акустическим сигналам, повышенная стойкость при тепловых нагрузках (при перегреве и при охлаждении). Этот новый материал открывает возможности его использования в виде композиционной добавки в нанотехнологиях и микромоделировании технологических процессов.
Указанная задача и технический результат достигаются за счет того, что способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний, включает термическую обработку исходных материалов в реакционной камере, отвод полученной композиции с помощью инертной газовой среды, при этом обработку исходных материалов в реакционной камере ведут с помощью струи высокотемпературной плазмы, в эту струю попадают на разных уровнях последовательно: фуллерен и кремний, оба вводимых компонента подвергают возгонке, осуществляют взаимную коагуляцию частиц этих материалов, подвергая формируемую композицию воздействию циклонического потока инертной газовой среды, создаваемого вдоль стенок реакционной камеры - по периферии отводимого потока материала.
Данный способ использует рабочую реакционную камеру (предпочтительно конструкции А. Плугина), предназначенную для получения фуллерита с добавками минеральных компонентов, где в струю высокотемпературной плазмы, формируемой из инертного газа (He, Ar, Kr), вводят углеродный компонент C42-48, подвергают его возгонке - двойному фазовому переходу в парообразное состояние, из наночастиц формируют фуллерен C42-60, последовательно в эту же струю плазмы на некотором расстоянии от зоны ввода первого компонента подают второй компонент кремний в виде порошка тонкого помола, осуществляют его возгонку; создают циркуляцию потока формируемой композиции, смешивая и подвергая коагуляции оба компонента в их парообразном состоянии, отводят полученный материал на технологическое использование.
Способ реализуется на примере с использованием установки для получения фуллеренокремниевого материала (ФКМ). Певоначально в реакционную камеру 1 установки вводят струю плазмы от плазмотрона 2 (при t°=7×103-5×103 °С), в зону этой струи вводят порошкообразный фуллерен из бункера 3, подвергают его возгонке (двойному фазовому переходу), позволяющей получить фуллерен C42-60, вслед за этим в струю (ниже введения фуллерена) подают порошкообразный кремний из бункера 4, подвергая его такому же двойному фазовому превращению, осуществляют взаимную коагуляцию частиц фуллерена и кремния. Эти два материала при указанной их обработке образуют устойчивое соединение фуллерена и кремния. Для более надежного формирования фуллеренокремниевой композиции создают циркуляцию потока этой смеси в объеме реакционной камеры за счет подачи инертного газа (He, Ar, Kr) по касательной вдоль внутренних стенок камеры через перфорации 5 от баллона 6 сжатого газа.
Изготовленные фильтры на основе этого материала в заключающей его рамке из нанопористой мембраны и конструкционной микроячеистой сетки были использованы для экспериментальной очистки минерально-биологической жидкости вивария - промывного водоспиртового раствора. Получены следующие положительные данные, указанные в таблице:
| № проб | Тип фильтрующего материала | H2O/см2 в мин | Обработанная среда | Степень очистки в % | ||
| Остаток биораспада | Промывная вода | Водоспиртовой раствор | ||||
| 1 | На основе БАУ | 42 | 36 | 37 | 81 | 81.4 |
| 2 | Микропористая керамика | 58 | 52 | 55 | 106 | 64.7 |
| 3 | Вермикулитовый | 63 | 58 | 61 | 92 | 73.0 |
| 4 | Фуллеренокремниевый | 14 | 8,6 | 9,3 | 18 | 99.8 |
Достигнуто также повышение прочности (в 1,36 раза), термостойкости алюминиевомагниевого сплава (более l,42×k t°С), при введении в расплав 0.78 мас.% фуллеренокремния. Повышена термостойкость полиамида и силоксана (более чем на 180°С и 94°С соответственно). Металлы и полимерные материалы более эффективно работают при низких температурах (-160)-(-180) при содержании ФКМ около 1,20%.
Материалы выдерживают облучение 260-430 Рад и не теряют свойств при воздействии СВЧ-диапазона.
Полученный материал отводят на технологическое использование или в накопительный контейнер, в котором его хранят в среде указанного газа (Ar) при пониженном давлении в герметизированном контейнере со светонепроницаемыми стенками.
Claims (1)
- Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний, включающий термическую обработку исходных материалов в реакционной камере, отвод полученной композиции с помощью инертной газовой среды, характеризующийся тем, что обработку исходных материалов в реакционной камере ведут с помощью струи высокотемпературной плазмы, в эту струю подают на разных уровнях последовательно: фуллерен и кремний, оба вводимых компонента подвергают возгонке, осуществляют взаимную коагуляцию частиц этих материалов, подвергая формируемую композицию воздействию циклонического потока инертной газовой среды, создаваемого вдоль стенок реакционной камеры - по периферии отводимого потока материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127845/05A RU2509721C1 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127845/05A RU2509721C1 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012127845A RU2012127845A (ru) | 2014-01-10 |
| RU2509721C1 true RU2509721C1 (ru) | 2014-03-20 |
Family
ID=49884183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012127845/05A RU2509721C1 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2509721C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619697C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук | Устройство для получения нанокомпозитных материалов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279402C2 (ru) * | 2003-09-15 | 2006-07-10 | Александр Илларионович Плугин | Способ получения фуллеренсодержащих материалов |
| WO2007057994A1 (ja) * | 2005-11-16 | 2007-05-24 | Ideal Star Inc. | 誘導フラーレン生成装置及び生成方法 |
| WO2008027898A2 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Innovalight, Inc. | Fullerene-capped group iv semiconductor nanoparticles and devices made therefrom |
| RU2331579C2 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "Московский комитет по науке и технологиям" | Способ получения фуллеренов твердофазным синтезом |
-
2012
- 2012-07-05 RU RU2012127845/05A patent/RU2509721C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279402C2 (ru) * | 2003-09-15 | 2006-07-10 | Александр Илларионович Плугин | Способ получения фуллеренсодержащих материалов |
| WO2007057994A1 (ja) * | 2005-11-16 | 2007-05-24 | Ideal Star Inc. | 誘導フラーレン生成装置及び生成方法 |
| RU2331579C2 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "Московский комитет по науке и технологиям" | Способ получения фуллеренов твердофазным синтезом |
| WO2008027898A2 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Innovalight, Inc. | Fullerene-capped group iv semiconductor nanoparticles and devices made therefrom |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619697C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук | Устройство для получения нанокомпозитных материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012127845A (ru) | 2014-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahsan et al. | Nanoscale nickel metal organic framework decorated over graphene oxide and carbon nanotubes for water remediation | |
| KR100851798B1 (ko) | 질소 가스의 분리 방법 및 분자체 탄소 | |
| WO2019215419A1 (en) | Type 3 porous liquids | |
| CN104211042B (zh) | 一种去除碳纳米管中金属杂质的方法 | |
| Mahmoudi et al. | Preparation and characterization of activated carbon from date pits by chemical activation with zinc chloride for methyl orange adsorption | |
| JP5599204B2 (ja) | カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法 | |
| KR102552129B1 (ko) | 섬유상 탄소 나노 구조체 분산액 및 그 제조 방법, 그리고 섬유상 탄소 나노 구조체 | |
| US10450244B2 (en) | Method for oxygen removal from hydrogen using adsorbent | |
| CN105883805B (zh) | 一种基于油茶籽壳基的高比表面积碳微球的制备方法 | |
| Taha et al. | Removal of Ni (II), Zn (II) and Pb (II) ions from single metal aqueous solution using activated carbon prepared from rice husk | |
| CN108862272B (zh) | 一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法 | |
| Koyuncu et al. | Investigation of dye removal ability and reusability of green and sustainable silica and carbon-silica hybrid aerogels prepared from paddy waste ash | |
| Jimenez-Cordero et al. | Preparation of granular activated carbons from grape seeds by cycles of liquid phase oxidation and thermal desorption | |
| CN110124395A (zh) | 气相沉积法制备的石墨烯接枝活性炭净化滤芯及制备方法 | |
| Huang et al. | From fish scales to highly porous N-doped carbon: a low cost material solution for CO 2 capture | |
| RU2509721C1 (ru) | Способ получения материала, содержащего фуллерен и кремний | |
| Hidayat et al. | Selective adsorption of anionic and cationic dyes on mesoporous UiO-66 synthesized using a template-free sonochemistry method: kinetic, isotherm and thermodynamic studies | |
| CN106076260A (zh) | 一种金属有机骨架‑氧化石墨复合材料的室温快速制备方法 | |
| Li et al. | PEO-based mixed matrix membranes containing N-doped microporous carbon microparticles for enhanced CO2/N2 separation | |
| JP5863532B2 (ja) | 活性炭及びその製造方法 | |
| CN104587748B (zh) | 用于去除饮用水中砷的过滤介质、滤芯以及制备方法 | |
| KR102091760B1 (ko) | 고압 셀 및 기능성 첨가제를 이용한 저두께 그래핀 제조방법 | |
| JP3539434B2 (ja) | 高性能炭素材料の製造方法 | |
| CN115231570A (zh) | 一种吸附剂活性炭颗粒及其制备方法 | |
| CN107051390A (zh) | 一种壳聚糖炭‑二氧化钛纳米管复合吸附材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150706 |