Патенты автора Воробьев Александр Михайлович (RU)
Группа изобретений относится к технологии углеродных наноматериалов, конкретно к технологии получения графеносодержащих суспензий механическим способом. Графеновые материалы, в частности нанопластинки (ГНП) и композиты на их основе, находят широкое применение, в частности для модифицирования пластичных смазок. Способ заключается в получении смеси графита с органической жидкостью, диспергировании за счет интенсивной сдвиговой деформации под давлением путем ее пропускания через зазор между неподвижным корпусом и вращающимся диском. Согласно изобретению перед диспергированием смесь обрабатывают в стержневой барабанной мельнице от 15 до 40 часов, после чего центрифугируют от 10 до 60 минут при средних значениях центробежных ускорений в смеси от 40 до 45 мс-2, удаляют часть осадка, а фугат в количестве от 1/6 до 1/4 от общего объема смеси направляют в узел диспергирования. Устройство для осуществления способа получения графеносодержащих суспензий содержит узел подачи смеси графита и жидкости, установленный на входе стержневой барабанной мельницы, выход которой соединен с загрузочным отверстием центрифуги, снабженной штуцером отвода осадка и штуцером отвода фугата, который соединен с загрузочным отверстием узла диспергирования через промежуточную емкость с насосом-дозатором. В узле диспергирования в корпусе установлен диск, соединенный с приводным валом, привод вращения которого снабжен подшипниковым узлом, закрепленным в центральной расточке крышки корпуса, коаксиально установленной в верхней части корпуса с возможностью регулирования зазора между днищем и крышкой. Дно корпуса выполнено с кольцевыми пазами, а нижняя поверхность диска - с кольцевыми выступами, причем выступы эквидистантно размещены в пазах с боковыми зазорами менее 0,2 мм. Загрузочное отверстие расположено в центральной части днища, а разгрузочное отверстие расположено в боковой стенке корпуса выше верхней кромки диска. Предлагаемые способ и устройство обеспечивают получение графеносодержащих суспензий в непрерывном режиме, без интеркалирования графита кислотой, с меньшим количеством слоев графеновых структур. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФЕНОСОДЕРЖАЩИХ СУСПЕНЗИЙ ЭКСФОЛИАЦИЕЙ ГРАФИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ // 2737925
Изобретение относится к химической промышленности и строительству и может быть использовано при модифицировании пластичных смазок, эпоксидных смол и бетонов. В ёмкости для исходной суспензии 1 готовят смесь, содержащую жидкость и 10-20 мас.% кристаллического графита. Ёмкость 1 снабжена узлом подачи жидкости из ёмкости 7, датчиком расхода 6 и дозатором графита 8. Между ёмкостью 1 и первым роторным аппаратом 2 установлен насос 9 с регулируемой производительностью, посредством которого исходную суспензию подают в блок эксфолиации, состоящий из 5-10 роторных аппаратов, соединенных последовательно таким образом, что отверстие для отвода суспензии каждого предыдущего аппарата соединено с отверстием для подачи суспензии каждого последующего аппарата, а отверстие для отвода суспензии из последнего аппарата 3 соединено с патрубком для подачи суспензии в центробежный сепаратор 4 через регулируемый вентиль 10. Каждый роторный аппарат содержит статор в виде цилиндрической оболочки с отверстиями для подвода и отвода суспензии, ротор с лопастями и привод вращения ротора. После сепарации фугат подают в емкость готовой графенсодержащей суспензии 5, а осадок - в емкость для исходной суспензии 1. Изобретение позволяет получать графенсодержащие суспензии в непрерывном режиме, снизить удельные затраты и повысить степень эксфолиации графита. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение может быть использовано при получении модифицированных пластичных смазок, эпоксидных смол, бетонов. Сначала готовят смесь кристаллического графита с жидкостью и подают её в устройство для получения графенсодержащей суспензии сдвиговой эксфолиацией частиц графита поле центробежных сил, возникающее между цилиндрическим статором 1 и вращающимся от привода вращения 3 ротором 2 с радиальными лопастями 4. Статор 1 выполнен в виде цилиндрической оболочки с отверстиями. Цилиндрическая оболочка статора 1 имеет крышку 5 и по высоте разделена на две зоны. Отверстия расположены только в верхней зоне. Высота нижней зоны от 2 до 5 раз больше высоты верхней зоны. Отверстия с наружной стороны поверхности статора 1 имеют зенковку глубиной 0,7-0,9 от толщины цилиндрической оболочки, с углом от 60 до 120 градусов. Ротор 2 имеет пазы, в которые установлены подвижные лопасти 4 в виде пластин с фиксаторами их вертикального перемещения. С торцевой стороны, прилегающей к внутренней поверхности статора 1, лопасти 4 имеют фаски под углом до 45°, за счёт чего обеспечена возможность создания постоянных по величине и не зависящих от размера частиц графита нормальных и тангенциальных усилий. Повышается эффективность эксфолиации графита и производительность устройства, уменьшается количество слоёв в графеновых структурах, снижаются удельные затраты на производство суспензий графена. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретения относятся к химической промышленности и нанотехнологии. Сначала получают интеркалированный графит путем обработки кристаллического графита раствором персульфата аммония в серной кислоте и выдерживают его до расширения. Из полученного расширенного соединения графита получают смесь путем его обработки карбамидом и глицерином. Массовое соотношение компонентов находится в пределах: карбамид : исходный графит - от 4:1 до 8:1; глицерин : исходный графит - от 15:1 до 30:1. Указанную смесь диспергируют за счет интенсивной сдвиговой деформации под давлением 0,2-2 МПа путем ее пропускания через зазор между неподвижным корпусом и вращающимся диском, составляющий не более 0,2 мм. Устройство для получения графенсодержащих материалов содержит корпус с загрузочным 2 и разгрузочным отверстиями 3, узел подачи смеси расширенного соединения графита с карбамидом и глицерином, диск 4, установленный в нижней части корпуса, соединенный с приводом вращения, приводной вал которого снабжен подшипниковым узлом, закрепленным в центральной расточке крышки, коаксиально установленной в верхней части корпуса с возможностью регулирования зазора между днищем и крышкой. Загрузочное отверстие 2 расположено в центральной части днища, на выходе выполнено в виде воронки 11, сообщено с узлом подачи соединения графита с карбамидом и глицерином и смещено от оси корпуса на расстояние 0,1-0,2 величины его радиуса. Разгрузочное отверстие расположено в боковой стенке корпуса выше верхней кромки диска. Изобретения обеспечивают получение малослойных и высокодисперсных графенсодержащих материалов в непрерывном режиме. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил..
Изобретения относятся к химической промышленности и нанотехнологии. Сначала порошок графита интеркалируют концентрированной серной кислотой, затем окисляют персульфатом аммония. Полученный интеркалированный графит подвергают холодному расширению при 40°С в течение 3 ч и последующему механическому отщеплению слоев графена в помольных барабанах планетарной мельницы, заполненных мелющими шарами, в течение 60 мин. Планетарная мельница содержит основание 14, водило 1 с приводом 3 вращения помольных барабанов 5, выполненных в виде цилиндрических обечаек 15 с торцевыми стенками 16 и крышкой 17 для загрузки расширенного графита и выгрузки готового продукта. Барабаны 5 заполнены мелющими шарами. Сопряжение между торцевыми стенками 16 и цилиндрической обечайкой 15 выполнено по радиусу, равному или большему радиуса мелющих шаров. Оси вращения барабанов 5 расположены вертикально либо под углом к оси вращения водила 1. Одна либо обе торцевые стенки 16 помольных барабанов 5 выполнены сферическими. В помольные барабаны 5 загружены дополнительные мелющие шары с диаметром не менее чем на 20% меньше диаметра мелющего шара (dш), и массовая доля которых 0,2-0,5 от общей массы шаров. Повышается производительность процесса получения графенов и графеноподобных материалов, упрощается конструкция планетарной мельницы и обеспечивается стабильность её работы. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА // 2392165
Изобретение относится к области транспортного машиностроения
БРОНЕЗАЩИТА ДЛЯ БРОНЕЖИЛЕТА // 2331835
Изобретение относится к средствам индивидуальной бронезащиты от пулевых, осколочных и колющих воздействий
