TY - JOUR

T1 - Синтез углеродных наночастиц в реакторе сжатия в атмосфере буферных газов

AU - Ездин, Борис Семенович

AU - Васильев, Сергей Александрович

AU - Яценко, Дмитрий Анатольевич

AU - Федоров, В.Е.

AU - Иванова, Мария Николаевна

AU - Каляда, Валерий Владимирович

AU - Пахаруков, Юрий Вавилович

AU - Шабиев, Ф.К.

AU - Зарвин, Александр Евгеньевич

N1 - Синтез углеродных наночастиц в реакторе сжатия в атмосфере буферных газов / Б. С. Ездин, С. А. Васильев, Д. А. Яценко [и др.] // Сибирский физический журнал. – 2022. – Т. 17. – № 3. – С. 29-46. Экспериментальные работы по получению и исследованию свойств углеродных наноматериалов, кроме РФА, были выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект № FSUS- 2020-0039. Исследование свойств углеродных наноматериалов методом РФА было выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект N121031700321-3. В экспериментах использовано оборудование ЦКП «Прикладная физика» НГУ. Работа выполнена на оборудовании Центра коллективного пользования Отдела прикладной физики Физического факультета НГУ. Измерения проведены на оборудовании ЦКП «ВТАН» отдела АТИЦ НГУ.

PY - 2022/12/16

Y1 - 2022/12/16

N2 - В работе исследованы физико-химические аспекты газофазного синтеза нанопорошков в циклическом реакторе при сжатии прекурсоров (метан, этилен, ацетилен) в условиях, близких к адиабатическим, в атмосфере буферных одноатомных газов (аргон, гелий, неон). Изучено влияние давления в реакторе и объемного соотношения прекурсор / буферный газ на состав, морфологию и структуру углеродсодержащих частиц, являющихся продуктами пиролиза. Установлено, что полное разложение наблюдается для всех прекурсоров, но при разных условиях. Тепловое разложение метана, имеющего минимальную энтальпию образования, наблюдалось в атмосфере аргона 97,5 % при пиковом давлении более 10 МПа. Обнаружено, что в атмосфере гелия возможности термической релаксации в условиях быстрых реакций (< 50 мс) существенно ограничены: удалось разложить только ацетилен, имеющий максимальную энтальпию образования. Полученные твердые продукты реакций представляют собой черные порошки с плотностью 20–30 мг/см3. Порошки исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния, рентгеноструктурного анализа. Частицы – полые или с заполненным центром глобулярные луковичные структуры размером до 100 нм. Рентгеноструктурный анализ показал наличие графитоподобных кристаллитов размерами менее 10 нм во всех образцах. Комбинационное рассеяние показало главным образом sp2-гибридизацию углерода. Показаны широкие возможности метода циклического адиабатического сжатия для пиролиза углеводородов с целью производства разнообразных углеродных структур, позволившие осуществить регулируемый выход углеродных наноматериалов с требуемой для практического использования морфологией.

AB - В работе исследованы физико-химические аспекты газофазного синтеза нанопорошков в циклическом реакторе при сжатии прекурсоров (метан, этилен, ацетилен) в условиях, близких к адиабатическим, в атмосфере буферных одноатомных газов (аргон, гелий, неон). Изучено влияние давления в реакторе и объемного соотношения прекурсор / буферный газ на состав, морфологию и структуру углеродсодержащих частиц, являющихся продуктами пиролиза. Установлено, что полное разложение наблюдается для всех прекурсоров, но при разных условиях. Тепловое разложение метана, имеющего минимальную энтальпию образования, наблюдалось в атмосфере аргона 97,5 % при пиковом давлении более 10 МПа. Обнаружено, что в атмосфере гелия возможности термической релаксации в условиях быстрых реакций (< 50 мс) существенно ограничены: удалось разложить только ацетилен, имеющий максимальную энтальпию образования. Полученные твердые продукты реакций представляют собой черные порошки с плотностью 20–30 мг/см3. Порошки исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния, рентгеноструктурного анализа. Частицы – полые или с заполненным центром глобулярные луковичные структуры размером до 100 нм. Рентгеноструктурный анализ показал наличие графитоподобных кристаллитов размерами менее 10 нм во всех образцах. Комбинационное рассеяние показало главным образом sp2-гибридизацию углерода. Показаны широкие возможности метода циклического адиабатического сжатия для пиролиза углеводородов с целью производства разнообразных углеродных структур, позволившие осуществить регулируемый выход углеродных наноматериалов с требуемой для практического использования морфологией.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=49936845

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/77d4a294-a8d8-34fa-a2a2-ac31614c5e28/

U2 - 10.25205/2541-9447-2022-17-3-29-46

DO - 10.25205/2541-9447-2022-17-3-29-46

M3 - статья

VL - 17

SP - 29

EP - 46

JO - Сибирский физический журнал

JF - Сибирский физический журнал

SN - 2541-9447

IS - 3

M1 - 4

ER -