Установка для синтеза Фуллеренов и Нанотрубок

Установка для синтеза фуллеренов, металлоуглеродных кластеров и углеродных нанотрубок в потоке углеродно-гелиевой плазмы при атмосферном давлении. Питание установки осуществляется переменным током кГц диапазоном частот и комбинацией постоянного и переменного токов.

Состав углеродного конденсата: 8-10 % фуллерены (состав: 80 % - С60, 15 % - С70, 5 % - Высшие фуллерены), металлоуглеродные нанодисперсные (1-100 нм) кластеры 1-2 % и углеродные нанотрубки (одностеночные и многостеночные) 45-60 % (при введении 3d металлических порошков в качестве катализатора)

Основные технические характеристики:

Мощность установки - 12 кВт.

Производительность фуллеренсодержащего конденсата – 147 г/ч, при расходе графита 150 гр/ч

Расход гелия: 20 л/ч

Вес установки - 30 кг.

Электропитание - Трехфазное, 380 В

Комплектность Установки:

1. Источник питания.

2. Блок Согласования.

3. Плазмохимический реактор с автоматической подачей стержней и азотной ловушкой.

4. Техническое описание и инструкция по эксплуатацией.

Предлагаемый нами метод синтеза и разарботанная на его основе установка позволяют в замкнутом потоке гелия синтезировать широкий ассортимент нанодисперсных композитов. Установка дает возможность вводить допирующие вещества непосредственно в процессе синтеза, что позволяет получать фуллереновые производные и нанотрубки, включающие в свою структуру гетероатомы. Таким образом, установка не только решает задачу получения уже известных материалов на основе углерода, фуллеренов и нанотрубок, но и позволит получать новые нанодисперстные вещества, например, металлосодержащие фуллерены и магнитные наночастицы со структурой ядро-оболочка, проявляющие уникальные оптические и магнитные свойства.Основным научно-техническим преимуществом разработанной установки является возможность управления составом углеродного конденсата нанодисперсных и наноструктурных веществ. Данное преимущество обеспечено применением токов высокой частоты, позволяющих вести синтез в диапазоне давления гелия в камере 0,1-0,4 МПа.

Мелкодисперсное распыление вещества - допанта приводит к получению веществ с ярко выраженными новыми свойствами присущими нанодисперсному состоянию.

Синтез без вакуумизации позволяет существенно снизить себестоимость углеродных нанодисперсных инаноструктурированных и композиционных продуктов. Методом плазмохимического синтеза с использованием ВЧ тока нами уже были получены гетерофуллерены, такие как С59B, С69B, C52Si8, C62Si8, углеродные нанотрубки и частицы со структурой ядро - оболочка на основе никеля и углерода [G.N. Churilov, A.S. Alikhanyan, M.I. Nikitin et al. // Technical Physics Letters, 2003, v. 29, № 2, p. 168-170. N.V. Bulina, V.A. Lopatin, N.G. Vnukova et al. // Fullerene, Nanotubes, and Carbon Nanostructures, 2007, v. 15, №5, р. 395-400].

Условия эксплуатации:

1. Установка подключается к холодной воде, соответствующей Сан.Пин. 2.1.1074-01

2. Плазмообразующий газ - гелий газообразный сжатый ТУ 0271-135-31323949-2005