Дуговой синтез фуллеренсодержащей сажи

Возможность широкомасштабного использования фуллеренов, начиная с фрикционных смазок и трансформаторных масел и заканчивая изготовлением лекарственных препаратов и очисткой ликероводочных изделий, требует широкомасштабного и дешевого их производства. По этой причине дуговой синтез как единственный на сегодняшний день производительный метод синтеза фуллеренов, требует всестороннего изучения процессов, протекающих в технологическом реакторе, и совершенствования механизмов и технологических приемов производства этих уникальных объектов с целью повышения производительности.
Путь, который проходят атомы углерода с момента ионизации на поверхности анода и до участия в фуллереновой молекуле, находящейся в составе фуллеренсодержащей сажи на стенке реактора, недостаточно ясен и понятен, несмотря на значительное количество публикаций по этой проблеме.
Наше представление о механизме образования некоторых продуктов реакции, образующихся в различных частях реактора (на катоде, в газовой фазе и стенках реактора) приведено на схеме.

Настоящая научнотехнологическая группа, кроме обеспечения исследователей лаборатории и других групп в Украине фуллеритами и побочными продуктами их синтеза, занимается изучением процессов, протекающих в реакторе дугового синтеза, влиянием на их протекание тех или иных технологических параметров.
Для синтеза фуллеренов и проведения исследований данной группой используется двухреакторная установка дугового синтеза, позволяющая испарять в ходе одного цикла графитовые стержни сечением 13 x 13мм и длиной до 600мм. Установка позволяет проводить эксперименты при различных давлениях и в различных газовых средах.

Электродуговая технологическая установка для синтеза углеродных наноматериалов

Для проведения исследований влияния природы стенки реактора на структуру и строение образующегося продукта была изготовлена специальная обойма, позволяющая проводить эксперимент одновременно на девяти образцах.

Принципиальная схема дуговой установки со вставкой для проведения научных исследований/p>

Экспериментально установлено, что природа подложки влияет как на структуру формирующегося слоя продукта, так и на строение наноструктурных составляющих, из которых этот продукт формируется.

Морфология образующегося углеродного продукта (СЕМ): а, б, в - структура пленки продукта по глубине

Наноструктуры, полученные при взаемодействии углеродного пара с металическими поверхностями (ПЕМ): а - на медной подложке; б - на подложке из нержавеющей стали; в - на железной подложке

Как показывает практика, сегодня каждое новое экспериментальное исследование механизма физико-химических процессов, протекающих при синтезе фуллеренов, отвечая на один вопрос, ставит несколько новых. В этом и заключается уникальность безграничного мира фуллеренов и их производных.