CC BY
2
подача природного газа (метана) и из второй - отвод водорода. Варьированием электрических параметров получена устойчивая плазма, при воздействии которой на метан, на внутренней поверхности колбы сразу появился черный налет, дальнейший анализ которого показал, что он представляет собой углерод.
Образовавшийся водород был анализирован газохроматически.
Времени удерживания метана и водорода были измерены с помощью газового хроматографа «Агелент-6890» с детектором по теплопроводности. В качестве газа-носителя использовали азот, осушенный через дрексель, наполненный цеолитом СаА.
Скорость газа-носителя 40 мл/мин Рвх=2,9 psi. Стальная колонка с внутренним диаметром 0.3 см была заполнена свежепрокаленным при 623 К=350оС цеолитом NaX, размер частиц цеолита NaX без связующего 0.25-0.316 мм. Перед опытами колонка с цеолитом NaX была в токе азота прогрета при 553 К=280оС в течение 5 часов и охлаждена до 298 К=25о. Массацеолита в колонке составляла 18.7 г. Список использованной литературы:
1. Водород // Химическая энциклопедия : в 5 т. /Гл. ред. И. Л. Кнунянц,
М.: Советская энциклопедия, 1988. Т. 1: А - Дарзана. — С. 400 - 402. 623 с. ISBN 5-85270-008-8.
2. Н. Гринвуд, А. Эрншо. Химия элементов: в 2 томах. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. Т. 1., С. 11. - 607 с.
3. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen Atomic weights of
the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pureand Applied Chemistry. - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078.
© Атаманов Б.Я., Хошдурдыев Х.О., Джумаев А.Р., Байрамгелдиев Т.А., 2023
УДК 54
Хошдурдыев Х.О.,
Кандидат химических наук, Начальник научного отдела, Международный университет нефти и газа имени Ягшыгелди Какаева,
Ашхабад, Туркменистан Байрамгельдыев Т.А., Специалист научного отдела, Международный университет нефти и газа имени Ягшыгелди Какаева,
Ашхабад, Туркменистан
ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕРОДА, ПОЛУЧЕННОГО ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
Аннотация
«Драгоценные» аллотропные формы углерода - это результат разложения метана на углерод и водород.
Ключевые слова:
технический углерод, водород, наноуглерод, нановолокна, нанотрубки, наносенсоры. Рассмотрим следующую реакцию:
СН4 -> С (технический углерод) + 2 Н2 - 40 кДж/г Н2 (теоретически)
При этом образуется свободный углерод.
Содержание углерода в земной коре оценивается в ~ 0.5 % масс. Но значение углерода в истории человечества велика несопоставимо с его количеством. Все основные этапы развития цивилизации связаны с углеродом. Результативное распространение знаний стало возможным после создания чернил (основа - углерод); древесный уголь - один из компонентов пороха; атомная энергетика - управляющие графитовые стержни и многое-многое другое.
Сегодня углерод и материалы, полученные на его основе, это прорывные нано-технологии. Это искусственные воспроизводимые материалы.
В камерах создаются вакуумные условия. Газы нагреваются до температуры 3000°C, и углерод, присутствующий в метане, оседает на основу. Полученные в результате этого процесса искусственные алмазы находят применение в производстве микросхем как кристаллы-полупроводники. Изготовление микроэлектронных устройств на матрицах из искусственных алмазов - прорывная технология, обеспечивающая качественный скачок в развитии отрасли. [1]
Вернемся к последней формуле. В этом процессе метан полностью переходит в водород и углерод. Образуется «драгоценный» тонкодисперсный углерод.
Конец XX века отмечен новым всплеском интереса к материалам на основе углерода. Стимулом стало открытие углерода Сбо, названного фуллереном в честь в честь инженера и дизайнера Р. Бакминстера Фуллера, конструктора купола павильона США на выставке в Монреале в виде сочлененных пентагонов и гексагонов. Фуллерен - аллотропная (видоизмененная) форма углерода, представляющая собой выпуклые, замкнутые многогранники, составленные из четного числа скоординированных по трем направлениям атомов углерода. Согласно теореме Эйлера необходимым условием для существования такого замкнутого многогранника, построенного из п вершин, образующих только пяти- и шестиугольные грани является наличие 12 пятиугольных граней и (n/2 - 10) шестиугольных граней
Фуллерены в значительных количествах содержатся в саже (техническом углероде).
Фуллерены обладают необычными химическими и фи зическими свойствами. С60 при высоком давлении становится твердым, как алмаз. Его молекулы образуют кристаллическую структуру, состоящую из шаров, свободно вращающихся в гранецентрированной кубической решётке. Благодаря этому Сбо можно использовать в качестве твердой смазки. Фуллерены обладают магнитными и сверхпроводящими свойствами.
В 1991 году сотрудник корпорации NEC Сумио Идзима обнаружил: атомы углерода способны образовывать полые цилиндрические структуры (до сотен микрометров длиной и диаметром в пределах 1 нм). Эти макромолекулы получили название углеродных нанотрубок.
Это открытие дало новое направление - химии углеродных нанотрубок и нановолокон.
Уникальные химические и физические свойства углеродных нановолокон и нанотрубок позволяют рассматривать их как эффективный усиливающий и функциональный наполнитель композитов, катализатор и носитель катализаторов, сорбент и аккумулятор водорода, материал для зондов туннельной, сканирующей, атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии, чувствительный элемент наносенсеров газоанализаторов. [2]
И все это получается из технического углерода.
Список использованной литературы:
1. Проблемы геологии и освоения недр, Том 1, Томск, 2022, стр. 44-45.
2. Технология получения высокоадсорбционных материалов на основе углеродных нановолокон, Москва, 2007
© Хошдурдыев Х.О., Байрамгелдыев Т.А., 2023
