RU2675865C1 - Method of obtaining fullerenes and device for its implementation - Google Patents

Method of obtaining fullerenes and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2675865C1
RU2675865C1 RU2017143562A RU2017143562A RU2675865C1 RU 2675865 C1 RU2675865 C1 RU 2675865C1 RU 2017143562 A RU2017143562 A RU 2017143562A RU 2017143562 A RU2017143562 A RU 2017143562A RU 2675865 C1 RU2675865 C1 RU 2675865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
needle
fullerenes
graphite
precipitation
Prior art date
Application number
RU2017143562A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Наталия Сергеевна Герасимова
Виктор Ефимович Хайченко
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Наталия Сергеевна Герасимова
Виктор Ефимович Хайченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Дмитриевич Шкилев, Алексей Пантелеевич Коржавый, Наталия Сергеевна Герасимова, Виктор Ефимович Хайченко filed Critical Владимир Дмитриевич Шкилев
Priority to RU2017143562A priority Critical patent/RU2675865C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2675865C1 publication Critical patent/RU2675865C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B82B3/0028—Forming specific nanostructures comprising elements which are movable in relation to each other, e.g. slidable or rotatable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B82B3/0033—Manufacture or treatment of substrate-free structures, i.e. not connected to any support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/152—Fullerenes
    • C01B32/154—Preparation

Abstract

FIELD: nanotechnologies.
SUBSTANCE: invention relates to nanotechnology. Carbonaceous material is treated in an electric field between the electrode in the form of needle 1, connected to high voltage source 2, and liquid flow-through collecting electrode 3. Electrode in the form of needle 1 is made of graphite and its end pointed at the needle faces toward collecting electrode 2. Electrode in the form of needle 1 is placed inside tube 4 made of a metal catalyst selected from Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe or steel alloyed with Ni, Cr, Mn, and the end of this tube facing collecting electrode 3 with a sharp edge adjacent to graphite. Resulting fullerenes are collected on collecting electrode 3.
EFFECT: invention allows to reduce energy costs in the production of fullerenes.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к процессам получения фуллеренов с помощью расходуемых графитовых электродов си электрических полей с высокой напряженностью электрического поля.The invention relates to processes for producing fullerenes using consumable graphite electrodes and electric fields with high electric field strength.

Известна диссертация на соискание на соискание ученой степени кандидата технических наук Герасимовой Наталии Сергеевны [1] от 2007 с использованием карбонильных кластеров платины и палладия, в котором описана технология получения алмазов в виде зерен и нитей при атмосферном давлении и комнатной температуре. Однако в нем не используется электрические поля.A thesis is known for the degree of candidate of technical sciences Gerasimova Natalia Sergeevna [1] from 2007 using carbonyl clusters of platinum and palladium, which describes the technology for producing diamonds in the form of grains and filaments at atmospheric pressure and room temperature. However, it does not use electric fields.

Известен способ получения фуллеренов [2], включающий возгонку углесодержащего материала за счет воздействия высокотемпературного поля с использованием дугового разряда.A known method of producing fullerenes [2], including the sublimation of carbon-containing material due to exposure to a high-temperature field using an arc discharge.

Однако такой способ имеет низкий выход фуллеренов при больших энергозатратах на создание дуговых разрядов.However, this method has a low yield of fullerenes at high energy consumption for the creation of arc discharges.

Известно устройство [3] для получения фуллеренов, содержащее корпус с реакционной камерой с углесодержащими электродами выполненными в виде диска с возможностью вращения. Однако такое устройство характеризуется высокими энергозатрами на создание дугового разряда на получении фуллеренов, получаемых из углесодержащих отходящих газов.A device [3] is known for producing fullerenes, comprising a housing with a reaction chamber with carbon-containing electrodes made in the form of a disk with the possibility of rotation. However, such a device is characterized by high energy consumption for creating an arc discharge for the production of fullerenes obtained from carbon-containing exhaust gases.

К недостаткам можно отнести то, что такое устройство использует скругленные угольные электроды на которых невозможно реализовать высокие напряженности электрического поля, создающие униполярную ионизацию.The disadvantages include the fact that such a device uses rounded carbon electrodes on which it is impossible to realize high electric field strengths that create unipolar ionization.

В качестве прототипа выбран способ получения фуллеренов и устройство [4] не использующие энергетически высокозатратные дуговые разряды.As a prototype, a method for producing fullerenes and a device [4] not using energetically high-cost arc discharges were selected.

К особенностям способа относится то, что он включает обработку углеродосодержащего материала в электрическом поле между электродом в виде иглы 1, подключенном к источнику высокого напряжения 2 и жидкостным проточным осадительным электродом 3 и сбор полученных фуллеренов на указанном осадительльном электроде.The features of the method include the fact that it includes processing a carbon-containing material in an electric field between an electrode in the form of a needle 1 connected to a high voltage source 2 and a liquid flow-through precipitation electrode 3 and collecting the obtained fullerenes on said precipitation electrode.

К особенностям способа относится то, что электрод в виде иглы изготавливают из графита и его застроенные под иглу окончание обращают в сторону осадительного электрода, при этом электрод в виде иглы размещают внутри трубки, выполненной из металлического катализатора, выбранного из Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe или стали, легированной конец этой трубки Ni, Cr, Mn, а конец этой трубки, обращенной к осадительному электроду, формируют с острой кромкой, примыкающей к графиту.The method features include the fact that the needle-shaped electrode is made of graphite and its end built under the needle is turned towards the precipitation electrode, while the needle-shaped electrode is placed inside a tube made of a metal catalyst selected from Pt, Pd, Ni, Cr , Mn, Fe, or steel, the alloyed end of this tube is Ni, Cr, Mn, and the end of this tube facing the precipitation electrode is formed with a sharp edge adjacent to graphite.

К особенностям устройства относится то, что электрод выполнен в виде иглы и изготовлен из графита, его заостренное под иглу окончание обращено в сторону осадительного электрода, при этом электрод в виде иглы размещен внутри трубки, выполненной металлического катализатора, выбранного из Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe или стали, легированной конец этой трубки Ni, Cr, Mn, а конец этой трубки, обращенной к осадительному электроду, формируют с острой кромкой, примыкающей к графиту.The device’s features include the fact that the electrode is made in the form of a needle and made of graphite, its pointed end under the needle faces the precipitation electrode, and the electrode in the form of a needle is placed inside a tube made of a metal catalyst selected from Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe or steel alloyed with the end of this tube Ni, Cr, Mn, and the end of this tube facing the precipitation electrode is formed with a sharp edge adjacent to graphite.

На фиг. 1 изображен способ и устройство, работающие по предлагаемому способу. Он содержащая реакционную камеру с электродом 1 в виде иглы, подключенным к источнику высокого напряжения 2, и жидкостным проточным осадительным электродом 3 для сбора фуллеренов. 4 - электрод выполненной металлического катализатора, выбранного из Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe или стали, легированной конец этой трубки Ni, Cr, Mn. 5 - конец этой трубки, обращенной к осадительному электроду, формируют с острой кромкой, примыкающей к графиту.In FIG. 1 shows a method and device operating according to the proposed method. It contains a reaction chamber with an electrode 1 in the form of a needle connected to a high voltage source 2, and a liquid flowing sedimentation electrode 3 for collecting fullerenes. 4 - electrode made metal catalyst selected from Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe or steel alloyed with the end of this tube Ni, Cr, Mn. 5 - the end of this tube facing the precipitation electrode is formed with a sharp edge adjacent to graphite.

Порошок из фуллеренов, собранный на мокром фильтре высушивают и собирают для дальнейшего использования.The fullerene powder collected on a wet filter is dried and collected for future use.

Патентная литератураPatent Literature

1 Диссертация на соискание на соискание ученой степени кандидата технических наук Герасимовой Наталии Сергеевны «Образование алмазов и других углеродных фаз при деструкции кабонильных кластеров платины и палладия.1 Thesis for the degree of candidate of technical sciences Gerasimova Natalia Sergeevna “The formation of diamonds and other carbon phases in the destruction of cabonilic clusters of platinum and palladium.

2. Патент РФ №2186022, кл. C01В 31/02.2. RF patent No. 2186022, cl. C01B 31/02.

3. Патент РФ №2184701, кл. С01B 31/02.3. RF patent No. 2184701, cl. C01B 31/02.

4. Патент Казахстана №16287, кл. С01B 31/02.4. Patent of Kazakhstan No. 16287, cl. C01B 31/02.

Claims (2)

1. Способ получения фуллеренов, включающий обработку углеродосодержащего материала в электрическом поле между электродом в виде иглы 1, подключенным к источнику высокого напряжения 2, и жидкостным проточным осадительным электродом 3 и сбор полученных фуллеренов на указанном осадительном электроде, отличающийся тем, что электрод в виде иглы изготавливают из графита и его застроенное под иглу окончание обращают в сторону осадительного электрода, при этом электрод в виде иглы размещают внутри трубки, выполненной из металлического катализатора, выбранного из Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe или стали, легированной Ni, Cr, Mn, а конец этой трубки, обращенный к осадительному электроду, формируют с острой кромкой, примыкающей к графиту.1. A method for producing fullerenes, comprising treating a carbon-containing material in an electric field between an electrode in the form of a needle 1 connected to a high voltage source 2 and a liquid flow-through precipitation electrode 3 and collecting the obtained fullerenes on said precipitation electrode, characterized in that the electrode is in the form of a needle made of graphite and its end built up under the needle is turned towards the precipitation electrode, while the electrode in the form of a needle is placed inside a tube made of metal catalysis a torus selected from Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe or steel alloyed with Ni, Cr, Mn, and the end of this tube facing the precipitation electrode is formed with a sharp edge adjacent to graphite. 2. Установка для получения фуллеренов, содержащая реакционную камеру с электродом в виде иглы 1, подключенным к источнику высокого напряжения 2, и жидкостным проточным осадительным электродом 3 для сбора фуллеренов, отличающееся тем, что электрод выполнен в виде иглы и изготовлен из графита, его заостренное под иглу окончание обращено в сторону осадительного электрода, при этом электрод в виде иглы размещен внутри трубки, выполненной из металлического катализатора, выбранного из Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe или стали, легированной Ni, Cr, Mn, а конец этой трубки, обращенный к осадительному электроду, формируют с острой кромкой, примыкающей к графиту.2. Installation for producing fullerenes, containing a reaction chamber with an electrode in the form of a needle 1, connected to a high voltage source 2, and a liquid flowing precipitation electrode 3 for collecting fullerenes, characterized in that the electrode is made in the form of a needle and made of graphite, its pointed under the needle, the end faces the precipitation electrode, while the electrode in the form of a needle is placed inside a tube made of a metal catalyst selected from Pt, Pd, Ni, Cr, Mn, Fe or steel alloyed with Ni, Cr, Mn, and the end of this pipes and facing the collecting electrode are formed with a sharp edge adjacent to the graphite.
RU2017143562A 2017-12-13 2017-12-13 Method of obtaining fullerenes and device for its implementation RU2675865C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143562A RU2675865C1 (en) 2017-12-13 2017-12-13 Method of obtaining fullerenes and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143562A RU2675865C1 (en) 2017-12-13 2017-12-13 Method of obtaining fullerenes and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2675865C1 true RU2675865C1 (en) 2018-12-25

Family

ID=64753611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143562A RU2675865C1 (en) 2017-12-13 2017-12-13 Method of obtaining fullerenes and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675865C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5099788A (en) * 1989-07-05 1992-03-31 Nippon Soken, Inc. Method and apparatus for forming a diamond film
US5591312A (en) * 1992-10-09 1997-01-07 William Marsh Rice University Process for making fullerene fibers
RU2184701C2 (en) * 2000-04-25 2002-07-10 Плугин Александр Илларионович Apparatus for producing fullerens
RU2186022C2 (en) * 2000-02-25 2002-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕДА" Method of synthesis of fullerenes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5099788A (en) * 1989-07-05 1992-03-31 Nippon Soken, Inc. Method and apparatus for forming a diamond film
US5591312A (en) * 1992-10-09 1997-01-07 William Marsh Rice University Process for making fullerene fibers
RU2186022C2 (en) * 2000-02-25 2002-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕДА" Method of synthesis of fullerenes
RU2184701C2 (en) * 2000-04-25 2002-07-10 Плугин Александр Илларионович Apparatus for producing fullerens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI796215B (en) Seedless particles with carbon allotropes
Ma et al. Synthesis of N-doped carbon dots via a microplasma process
Awadallah et al. Various nickel doping in commercial Ni–Mo/Al2O3 as catalysts for natural gas decomposition to COx-free hydrogen production
Araga et al. One step direct synthesis of multiwalled carbon nanotubes from coconut shell derived charcoal
Zhao et al. Study on purification and tip-opening of CNTs fabricated by CVD
Ahmad et al. Gas phase synthesis of metallic and bimetallic catalyst nanoparticles by rod-to-tube type spark discharge generator
Stobinski et al. Studies of oxidized carbon nanotubes in temperature range RT–630° C by the infrared and electron spectroscopies
RU2675865C1 (en) Method of obtaining fullerenes and device for its implementation
Abdullahi et al. Selective synthesis of single-walled carbon nanotubes on Fe–MgO catalyst by chemical vapor deposition of methane
Suslova et al. Carbon nanotube frameworks by spark plasma sintering
Suslova et al. Transformation of graphene nanoflakes into onion-like carbon during spark plasma sintering
JP2006247507A (en) Exhaust gas treatment apparatus and method
JP4724930B2 (en) Method and apparatus for producing carbonaceous material
Fu et al. Porous carbon nano-sheets as excellent carbocatalysts for organic pollutant removal via persulfate activation: the role of the sp 2/sp 3 carbon ratio
Xin et al. Cu cluster embedded porous nanofibers for high-performance CO2 electroreduction
JP2009502702A (en) Method and apparatus for producing nanostructures
Lu et al. Carbon nanofibres from fructose using a light-driven high-temperature spinning disc processor
Sano et al. Simultaneous enhancement in porosity and magnetic property of Fe-dispersing single-walled carbon nanohorns by oxidation using CO2
Abdul-Majeed et al. Activation of peat soil carbon and production of carbon nanostructures using a flying jet cold plasma torch
JP5075899B2 (en) Powder containing calcium cyanamide, method for producing the powder and apparatus therefor
Zheng et al. Oxygen reduction reaction properties of carbon nanofibers: Effect of metal purification
JP5477624B2 (en) Method for producing carbonaceous material mainly composed of double-walled carbon nanotube
CN103922309A (en) Method for preparing carbon nanotube
JP4270138B2 (en) Carbon materials used for the production of carbon nanotubes and carbon nanohorns, the production of arc soot containing carbon nanotubes or carbon nanohorns, and the production of carbon nanoballoon raw materials
Ming-Wei et al. Synthesis of carbon nanowires using dc pulsed corona discharge plasma reaction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191214