Способ получения терморасширенного графита

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов и может быть использовано при получении уплотнений, прокладок, композиционных материалов, катализаторов, сорбентов. Измельченный натуральный чешуйчатый графит интеркалируют серной кислотой в присутствии окислителя - перекиси водорода. Полученный порошок отмывают от излишков серной кислоты, высушивают и термообрабатывают с использованием оптоволоконного лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2 при давлении 1-1,001 атмосферы, длиной волны 1-1,064 мкм в защитной среде газообразного аргона. Техническим результатом является повышение качества терморасширения и чистоты терморасширенного графита (ТРГ-пуха), упрощение способа, повышение его экологичности и энергоэффективности. Обеспечивается возможность регулирования величины насыпной плотности, степени терморасширения и, соответственно, эксплуатационных свойств полученного материала за счет подбора времени обработки и плотности мощности излучения лазера. 6 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения углеграфитовых материалов, в частности к способу получения терморасширенного графита (ТРГ-пуха), и может быть использовано для получения наполнителя в композиционных материалах как катализатор, сорбент с получением таких изделий, как прокладки, уплотнители и как перспективный, высокотемпературный материал, обладающий упругими пружинящими свойствами при высоких температурах.

Известен способ обработки графита с использованием электронагрева (Савватинский А.И., Онуфриев С.В. "Измерение температуры и тепловых свойств углерода в области плавления". X международная конференция. Сб. тезисов. Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технологии. Москва, г. Троицк, из-во "Углеродное общество", 2016 г.). При этом образец графита зажимают между пластинами, к которым подводят ток. Подавая импульсно ток, производится нагрев и терморасширение образца и, соответственно, повышается давление в ячейке выше 120 атм. Подают жидкую фазу углерода при температуре ~4800К.

Способ ограничен использованием режима электроэнергии для получения жидкого графита. Способ, используя эффект нагрева при терморасширении графита, не может быть применим для получения твердого состояния графита с многократным увеличением объема в 50-300 раз и получения элементов червеобразной формы (ТРГ-пух) с регулируемой насыпной плотностью.

Известен способ получения терморасширенного графита (а.с. №1657473, опубл. 23.05.91 г.). Способ заключается в том, что вначале проводят обработку графита избытком смеси концентрированной серной и азотной кислот, затем проводят отделение образовавшихся соединений внедрения графита газообразованным аммиаком до насыщения и обработку в плазме инертного газа - аргона или азота, со средней массовой температурой 1000-2000°С.

К недостаткам известного способа относится то, что известный способ сложен, многооперационен. Требует использования газообразного аммиака. Газообразный аммиак ухудшает экологическую обстановку атмосферы воздуха в помещении, где производится терморасширение, и усложняет технологию процесса терморасширения, уменьшая содержание серы ~30-40% от первоначального объема в связанном с графитом соединении, которая мало выводится из графита, что ухудшает его эксплуатационные свойства. Аргон используют в качестве плазмы как теплоноситель, что усложняет его применение и требует увеличения энергетической мощности оборудования.

Кроме того, используют в качестве теплоносителя плазму азота, которая расширяет графит при температуре 1000-2000°С. Азот агрессивен и приводит при окислении графита к получению хрупкого продукта терморасширения. А использование газообразного токсичного газа аммиака длительное время (до прекращения его поглощения) усложняет технологию терморасширения графита и затрудняет работу оборудования, которое выходит из строя от контакта с газообразным аммиаком и делает технологический процесс экологически вредным. При температурах терморасширения графита 1000-1500°С насыпную плотность получают в пределах 10.3 г/л-4.6 г/л соответственно, что приводит к недорасширению укладки графитовых пластинок и снижению качества терморасширения. Такой материал обладает недостаточной упругостью, что уменьшает его ценность и сужает область применения.

Известно использование лазерного излучения в способе для получения высокоориентированного пирографита, включающем воздействие импульсного лазерного излучения на термообработанный пирографит мощностью 5⋅105-107 Вт/см2 и длительностью 10-8-10-9 в атмосфере углеродсодержащего газа (а.с. 1427766, опубл. 15.12.1990 г.).

Однако использование лазерного излучения в известном способе направлено на уплотнение, повышение твердости пирографита и увеличение степени графитизации. Кроме того, в качестве материала обработки используют искусственный графит - пирографит. В заявляемом способе в качестве материала обработки используют натуральный чешуйчатый графит. При использовании плазмы для расширения графита используют мощный источник излучения (5⋅105-5⋅107 Вт/см2), что представляет опасность для обрабатываемого натурального графита, т.к. приводит к изменению его свойств.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ получения терморасширенного графита (ЕР 0087489 МПК, С01В 31/04 от 1982 г., Д1), заключающийся в обработке натурального графита серной кислотой (интеркалирование) и перекисью водорода (окисление). Затем после получения интеркалята графит укладывают с плотностью 20 г/см2 на конвейер, который передвигается со скоростью 0,1 м/с, при этом графит термообрабатывают, воздействуя лазерным лучом множества облучателей. Нагрев проводят за счет использования углекислотного лазера мощностью 2 кВт. В качестве рабочего тела используют углекислый газ, плотность мощности излучения 6000 кВт/м2. Данный способ принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - способ получения терморасширенного графита, включающий интеркалирование графита серной кислотой, окисление перекисью водорода и термообработку с использованием лазерного излучения.

Недостатками способа, принятого за прототип, являются:

- снижение качества терморасширения и качества самого графита за счет использования углекислотного лазера, рабочим телом которого является углекислый газ. Поскольку натуральный графит, в отличие от пирографита, загрязнен примесями, в том числе углесодержащими, то углекислота является защитой от обезуглераживания и, следовательно, не позволяет улетучиваться примесям, которые задерживают процесс терморасширения. Дополняет этот эффект наличие охлаждающей системы. Таким образом, терморасширенный натуральный графит остается грязным, т.е. ухудшаются его свойства. К тому же наличие углекислого газа ухудшает экологию как помещения, в котором проводится терморасширение, так и атмосферы воздуха, при выходе его из устройства и помещения;

- повышение мощности излучения (2 кВт) и плотности мощности 6000 кВт/м2;

- снижение энергоэффективности излучателя (длина волны 10 мкм) за счет больших потерь на отражение луча;

- повышенный расход электроэнергии (удельный расход электроэнергии 8,3 кВтч/кг).

Задачей изобретения является повышение качества терморасширения интеркалированного графита в экологически чистой среде при упрощении способа получения, повышение энергоэффективности излучателя.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе получения терморасширенного графита, включающем интеркалирование графита серной кислотой, окисление перекисью водорода и термообработку с использованием лазерного излучения, согласно изобретению термообработку проводят с использованием оптоволоконного лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2, при давлении 1-1.001 атмосферы, длиной волны 1-1.064 мкм в защитной среде, в качестве которой используют газообразный аргон.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа: термообработку проводят с использованием оптоволоконного лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2, при давлении 1-1.001 атмосферы, длиной волны 1-1.064 мкм в защитной среде, в качестве которой используют газообразный аргон.

Обработка графита в перекиси водорода в качестве окислителя позволяет предварительно ослабить перед терморасширением связи между пластинами графита и в пластинах, получить более пластичный материал и реализовать процесс терморасширения более эффективно с получением упруго-пластичного терморасширенного материала.

Проведение термообработки окисленного графита с использованием в качестве рабочего тела - оптоволокно лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2, при давлении 1-1.001 атмосферы, длиной волны 1-1.064 мкм, позволяет обработать более эффективно зону воздействия на частицы окисленного графита, локализуя ее, и тем самым завершить процесс терморасширения до конца с получением материала (быстрее и качественнее), обладающего малой насыпной плотностью с уменьшением содержания серы до 30% от первоначального объема.

Использование в качестве рабочего тела оптоволокна и лазерную обработку окисленного графита в пределах 2⋅103-4⋅103 Вт/см2 гарантируется более полное терморасшиение графита, позволяя в значительно меньшей степени сохраняться соединениям внедрения (бисульфита графита), т.к. в режиме постоянного контакта лазерного излучения с окисленным графитом сера быстрее возгоняется за счет усиления эффекта термоудара на графит за более короткое время воздействия на него и уменьшения потерь энергии поглощения излучения. Поэтому лазерная обработка заявленным способом позволяет ускорить и упростить процесс терморасширения и уменьшить проблему наличия серы, ухудшающую свойства терморасширенного графита.

При меньшей плотности мощности излучения оптоволоконного лазера терморасширение не происходит, а при большем наблюдается получение дефектных элементов графита.

С использованием оптоволоконного лазера лазерная обработка при давлении 1-1.001 атмосферы позволяет, используя перекись водорода для окисления графита, эффективно терморасширить и очистить графит от серы и других вредных примесей, делая его более качественным, независимо от степени загрязнения исходного материала перед окислением.

При меньшем давлении процесс терморасширения не реализуется, а при большем нецелесообразно.

Воздействие излучения оптоволоконного лазера с длиной волны 1-1.064 мкм позволило оптимизировать режим терморасширения в направлении ускорения воздействия и тем самым повысить качество терморасширения, снизить плотность мощности потока излучения, повысить энергоэффективность излучателя.

Воздействие лазерным излучением длиной волн менее 1 мкм не позволяет реализовать процесс терморасширения.

Воздействие лазерным излучением длиной волн более 1.064 мкм нецелесообразно, так как с усилением концентрации (плотности мощности) излучения ухудшается качество терморасширения.

Использование аргона в качестве защитной среды, а не углекислого газа, как в прототипе, позволяет создать благоприятные условия для получения терморасширенного ТРГ-пуха с меньшей насыпной плотностью в экологически чистой среде без загрязнения воздуха окружающей среды.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 показан окисленный графит натуральный чешуйчатый в виде набора параллельно уложенных пластин, общий вид ×50.

На фиг. 2 показан графит после терморасширения (ТРГ-пух), червеобразной формы, общий вид ×100 (при обработке графита лазером: плотность мощности излучения 2⋅103 Вт/см2).

На фиг. 3 показан графит после терморасширения (ТРГ-пух), червеобразной формы, общий вид ×50 (при обработке графита лазером: плотность мощности излучения 2⋅103 Вт/см2).

На фиг. 4 показана микроструктура ТРГ-червеобразной формы, общий вид ×600 (при обработке графита лазером: плотность мощности излучения 2⋅103 Вт/см2).

На фиг. 5 показан графит после терморасширения (ТРГ-пух) червеобразной формы, общий вид ×50 (при обработке графита лазером: плотность мощности излучения 4⋅103 Вт/см2).

На фиг. 6 показана микроструктура ТРГ-червеобразной формы, общий вид ×600 (при обработке графита лазером: плотность мощности излучения 4⋅103 Вт/см2).

Способ осуществляется следующим образом.

Измельченный натуральный чешуйчатый графит предварительно обрабатывают серной кислотой в присутствии окислителя - перекиси водорода. В результате получают интеркалированный порошок, который отмывают от излишков серной кислоты, высушивают, получая окисленный порошок в виде пачек (набора) параллельно уложенных пластин (фиг. 1). Окисленный порошок насыпают на движущуюся подложку (типа конвейера). Подложку размещают в лазерной установке постоянного действия (рабочее тело - оптоволокно). Порошок графита облучают лазером до получения из порошка объемных червеобразной формы элементов (ТРГ-пуха). При этом термообработку проводят лазерным излучением с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2, при давлении 1-1.001 атмосферы, длиной волны 1-1.064 мкм в защитной среде - среде аргона.

Подбирая время излучения, на очередной участок порошка, перемещающегося на подложке, плотность мощности излучения лазера в пределах заявляемых величин длины волны и давления, среды камеры, регулируем величину насыпной плотности, соответственно задаваемой степени терморасширения, пористости и в дальнейшем эксплуатационных свойств изделий из получаемого ТРГ-материала.

Пример 1 конкретного выполнения

Натуральный чешуйчатый графит перемешивали в реакторе с серной кислотой и перекисью водорода в объемах, достаточных для ограниченного набухания и окисления измельченных укладок пачек, параллельно уложенных пластин (чешуек) графита. Отмывали графит от излишков кислоты. Окисленный графит подвергали терморасширению не агрессивным, экологически чистым способом. В камеру, где размещен оптоволоконный лазер постоянного действия, мощностью 1 кВт (волокно легировано иттербием), и перемещающаяся подложка для размещения окисленного порошка графита, помещали графит в виде тонкого слоя на поверхность подложки. Термообработку графита проводили, задавая длину волны луча в пределах 1 мкм, давление в пределах 1 атм, плотность мощности излучения в пределах 2⋅103 Вт/см2, в защитной среде - газообразном аргоне. Получили за 0.5 с терморасширенный графит в виде пористого элемента червеобразной формы при удельном расходе энергии 2,7 кВтч/кг (фиг. 2, 3). Структура в макропластинках укладки чешуек - крупнокристалическая, сферолитовая ламеллярного типа (фиг. 4), при этом ТРГ-пух обладает пружинящими, упруго-пластичными свойствами, что делает его востребованным в изготовлении изделий высокотемпературных, с сохранением упругих свойств при высокой температуре. При этом количество серы уменьшилось до ~40% от первоначального объема.

Пример 2 конкретного выполнения

Аналогично примеру 1 выполняли предварительную обработку измельченного чешуйчатого графита серной кислотой и перекисью водорода.

В качестве рабочего тела использовали оптоволокно лазера постоянного действия (мощностью 1 кВт). Терморасширение окисленного графита проводили в защитной среде газообразного аргона лазерным излучением длиной волны 1.064 мкм, при давлении 1.001 атм, плотностью мощности лазерного луча 4⋅103 Вт/см2. Время обработки 0.5 с в зависимости от заданной насыпной плотности готового ТРГ-пуха.

Получили ТРГ-пух (фиг. 5) с насыпной плотностью 1.0 г/л соответственно со структурой мелкокристаллической в пластинах при удельном расходе энергии - 2,1 кВтч/кг (сферолито-ламеллярного типа, фиг. 6). ТРГ-пух обладает повышенными упругими свойствами. Элементы червеобразной формы к тому же обладают пружинящими свойствами, что делает материал востребованным во многих областях. При этом количество серы уменьшилось до ~30% от первоначального объема. С увеличением плотности мощности лазерного луча и времени обработки сера выгорает в большем объеме.

Преимущества заявленного способа состоят в том, что он позволяет:

- получить более качественный продукт в виде терморасширенного графита;

- регулировать свойства полученного материала в соответствии с назначением получаемого терморасширенного графита;

- использовать в качестве излучателя - оптоволокно лазера постоянного действия, что является более перспективным способом;

- заявляемый способ более прост, осуществим в экологически чистой среде, более энергоэффективен при меньшей мощности излучения лазера.

Способ получения терморасширенного графита, включающий интеркалирование графита серной кислотой, окисление перекисью водорода и термообработку с использованием лазерного излучения, отличающийся тем, что термообработку проводят с использованием оптоволоконного лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Вт/см2, при давлении 1-1,001 атмосферы, длиной волны 1-1,064 мкм в защитной среде, в качестве которой используют газообразный аргон.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к установке получения метанола и к способу ее работы. Установка включает блок получения синтез-газа с устройством для его осушки и линиями подачи топлива, воды, углеводородного сырья, блок получения метанола с каталитическим реактором, оснащенным линией ввода хладагента и устройством для выделения метанола, оснащенным линиями подачи отходящего газа в блок получения синтез-газа в качестве топлива и вывода сырого метанола.

Изобретение относится к способу утилизации метана из неконтролируемых источников, включающему предварительную очистку и выделение метана из метановоздушной смеси селективной абсорбцией, разложение метана в электрическом разряде на водород и ацетилен, выделение водорода из газовой смеси продуктов разложения.
Изобретение относится к области получения активного угля для производства водки и может быть использовано для получения активных углей для различных отраслей пищевой промышленности.

Изобретение может быть использовано в качестве абсолютно черного тела в измерительной технике, теплотехнике и теплофизике. Светопоглощающий материал, полученный без вспомогательных подложек методом CVD, содержит пучки мало- и многостенных углеродных нанотрубок с латеральными отложениями в виде хаотично ориентированных фрагментов графена с размером до 10 нм, обладает способностью к формованию в ленты толщиной не менее 2 мм и плотностью 0,4 г/см3 с коэффициентом светопоглощения около 99,9%.

Изобретение предназначено для энергетики и может быть использовано при получении дешевых и экономичных источников энергии. Устройство разложения воды на кислород и водород содержит емкость, выполненную из изоляционного материала и имеющую входное и выходное водяные отверстия.
Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении армирующих добавок для композиционных материалов и функциональных покрытий. Углерод-катализаторный композит измельчают до крупности -44 мкм и репульпируют в воде при соотношении Т : Ж = 1:3 при интенсивном перемешивании со скоростью вращения мешалки 200-1000 об/мин.

Изобретение относится к процессам получения синтез-газа путем конверсии углеводородов, а именно к процессам окислительной конверсии. Способ получения синтез-газа основан на горении смеси углеводородного сырья с окислителем с внутри одной или нескольких полостей, образованных материалом, проницаемым для смеси углеводородного сырья с окислителем, на внутреннюю поверхность которого нанесен каталитически активный компонент.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа посредством параллельного использования риформера с теплообменом и автотермического риформера. Способ включает (i) формирование смешанного потока исходных материалов, содержащего углеводородное сырье и водяной пар, (ii) предварительный нагрев смешанного потока с формированием предварительно нагретого смешанного потока, (iii) разделение предварительно нагретого смешанного потока на первый поток и второй поток, (iv) пропускание первого потока, содержащего углеводороды и водяной пар, в нагреваемые извне заполненные катализатором трубки в риформере с теплообменом, где имеют место реакции парового риформинга с генерированием первой смеси газов после риформинга, (v) пропускание второго потока, содержащего углеводороды и водяной пар, после дополнительной стадии нагрева в автотермический риформер, где его объединяют с газом-окислителем, содержащим свободный кислород, и подвергают воздействию автотермического риформинга с генерированием второй смеси газов после риформинга, (vi) смешивание второй смеси газов после риформинга и первой смеси газов после риформинга с формированием объединенной смеси газов после риформинга и (vii) использование объединенной смеси газов после риформинга для нагрева заполненных катализатором трубок в риформере с теплообменом с формированием частично охлажденной объединенной смеси газов после риформинга.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для производства водорода путем парциального окисления углеводородов с различным химическим составом.

Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей промышленности и металлургии. Установка для получения элементарной серы из сероводорода включает установленные на основаниях две герметичные емкости с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом, присоединенными к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока.

'Изобретение относится к химии, в частности к устройствам для генерации микроволновых плазменных факелов с целью углекислотной конверсии метана в синтез-газ. Устройство содержит источник микроволновой энергии и рабочую камеру, при этом на одном торце рабочей камеры выполнено входное окно, через которое вводят микроволновое излучение, а на другом торце камеры размещены патрубки откачки и ввода рабочей среды. В камере на противоположной стороне от окна размещен инициатор, выполненный в виде матрицы из направленных навстречу микроволновому излучению проволочек диаметром 1-1,5 мм с шагом 3-4 мм и длиной 1-1,5 см, а радиальный размер инициатора больше или равен диаметру входного окна. Технический результат заключается в снижении теплового воздействия на инициатор и увеличении мощности микроволнового излучения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к несшитой гелевой углеродной композиции, к пиролизованной композиции, соответственно образующих водный полимерный гель и его пиролизат в виде пористого углерода, к способу его получения, к электроду из пористого углерода, сформированному из пиролизованной композиции, и к суперконденсатору, содержащему такие электроды. Несшитая гелевая углеродная композиция (G2) представляет собой композицию на основе смолы, получаемой по меньшей мере частично из одного или нескольких полигидроксибензолов R и формальдегида F, и содержит по меньшей мере один водорастворимый катионный полиэлектролит P. Причем композиция образует псевдопластичный физический гель. Пиролизованная углеродная композиция состоит из структурно-цельного углерода и представляет собой продукт, получаемый в результате нанесения, сшивания, сушки и пиролиза несшитой гелевой композиции. Причем структурно-цельный углерод является в основном микропористым и приемлемым для формирования электрода суперконденсатора с толщиной меньше 1 мм. Обеспечивается увеличение вязкости гелевой композиции, позволяющей осуществлять нанесение ее с малой толщиной и быструю сушку. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа. Способ осуществляется путем частичного окисления углеводородов при помощи кислорода, причем первый исходный поток, содержащий один или несколько углеводородов, и второй исходный поток, содержащий кислород, отдельно друг от друга нагревают, смешивают в соотношении массовых потоков из второго исходного потока и первого исходного потока, соответствующем кислородному числу, меньше или равному 0,31, причем под кислородным числом понимают соотношение из фактически присутствующего во втором исходном потоке количества кислорода и стехиометрически необходимого количества кислорода, которое требуется для полного сгорания одного или нескольких углеводородов, содержащихся в первом исходном потоке, подают в камеру сгорания, где происходит частичное окисление этих углеводородов с получением первого потока крекинг-газа, при этом первый поток крекинг-газа в предварительном гашении в результате впрыскивания водной среды для гашения охлаждают до температуры в интервале от 100 до 1000°C, с получением второго потока крекинг-газа, из второго потока крекинг-газа отделяют от 50 до 90% содержащихся в нем твердых веществ с получением потока твердых веществ, а также третьего потока крекинг-газа, третий поток крекинг-газа в процессе завершающего гашения в результате впрыскивания воды охлаждают до температуры от 80 до 90°C с получением четвертого потока крекинг-газа, а также первого потока технологической воды, четвертый поток крекинг-газа подвергают окончательному отделению твердых веществ с получением одного или нескольких потоков технологической воды, а также газообразного потока продуктов, потоки технологической воды собирают в один объединенный поток, который частично подают обратно в процесс завершающего гашения, а в остальном подвергают очистке при помощи частичного упаривания, причем поток упаривают в количестве от 0,01 до 10% масс., в пересчете на общую массу потока, с получением очищенного потока технологической воды, который охлаждают частично и возвращают в цикл, а в остальном выводят и подают в нуждающуюся в обработке сточную воду. Изобретение обеспечивает высокий выход ацетилена и задерживание нежелательных газообразных и/или жидких побочных продуктов и, кроме того, делает возможным в достаточной степени сухое отделение и задерживание твердых нежелательных побочных продуктов. 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение используется в способе синтеза углеводородов С5 и выше из природного газа через промежуточное превращение природного газа в синтез-газ и последующую конверсию СО и Н2 по реакции Фишера-Тропша. Способ включает последовательное проведение парового риформинга природного газа в реакторе под давлением смеси природного газа с паром в пределах 22-35 бар с получением синтез-газа, извлечение диоксида углерода из синтез-газа до остаточного содержания диоксида углерода в синтез-газе не более 5% об. методом жидкостной абсорбции. Далее из синтез-газа извлекают излишки водорода на установке с водородпроницаемыми мембранами до получения соотношения H2:CO в интервале 1,9-2,3 и осуществляют синтез жидких углеводородов из синтез-газа методом Фишера-Тропша. Технический результат: получение синтез-газа оптимального состава без применения извлечения СО2 из дымовых газов и уменьшение содержания СО2 в синтез-газе. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к получению поликристаллического карбида бора. Карбид бора получают плазмохимическим синтезом в высокочастотном разряде в реакторе, содержащем электроды, выполненные в виде подложек для осаждения карбида бора. Синтез проводят при мощности разряда 500 Вт в плазме атмосферного давления при подаче в реактор потоков водорода, фторида бора и метана. Соотношение потоков H2:BF3 составляет 2,6, соотношение потоков BF3:CH4 составляет 5,5. Предложенный способ позволяет получить в непрерывном режиме изотопные модификации поликристаллического карбида бора. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

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.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении нанокомпозитов. Навеску анализируемых углеродных наночастиц: нанотрубок, нановолокон, астраленов, наноконусов/дисков, графена, оксида графена, после их поверхностной обработки диспергируют с помощью ультразвукового диспергатора в воде или органическом растворителе, являющемся растворителем для полимера, в который будут вводиться наночастицы. Затем пробирку, содержащую полученную дисперсию - взвесь однородно черного цвета, помещают в полость измерительного устройства, представляющего собой держатель в виде вертикально установленного на подставке 3 полого металлического цилиндра 1, и включают источники питания 6 и 12 соответственно осветителя 5 и измерительной схемы 8, в которую включён фотоприёмник 7. В результате зондирования указанной дисперсии излучением осветителя 5 и анализа прошедшего через неё потока излучения посредством регистрации тока в измерительной цепи получают кривую зависимости фототока от времени, определяют скорость оседания наночастиц на дно и таким образом контролируют эффективность их поверхностной обработки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 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..

Изобретение относится к способу получения потоков газообразного водорода, обогащенного сероводородом, подходящего для сульфидирования катализатора, получаемого из насыщенных аминов нефтепереработки. Способ включает получение потока кислого газа высокого давления, содержащего сероводород, из зоны гидрообработки, контакт потока кислого газа с водным раствором амина в зоне контакта с целью получения верхнего газового потока, обедненного сероводородом, и раствора амина, обогащенного сероводородом, в виде выходящего нижнего потока, контакт раствора амина, обогащенного сероводородом, с водородом в зоне регенерации и извлечение из зоны регенерации верхнего потока обогащенного сероводородом газообразного водорода, пригодного для сульфидирования катализатора. Изобретение обеспечивает создание потока газообразного водорода, обогащенного сероводородом, при заданном высоком давлении вместе с удобным способом управления концентрацией сероводородом и общим расходом без необходимости сжатия кислого газа. 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения водорода и генерирования энергии. Способ включает стадии, на которых: (a) газообразное углеводородное сырье подвергают эндотермической реакции парового риформинга контактированием в зоне реакции парового риформинга для получения газообразной смеси, содержащей водород и монооксид углерода; (b) извлекают водород из указанной смеси; (c) подают топливо и окислитель в турбину, содержащую последовательно компрессор, камеру горения и турбину расширения, где топливо сжигают со сжатым окислителем в камере горения с получением потока дымового газа; (d) подают по меньшей мере часть указанного потока дымового газа в турбину расширения для генерирования энергии и для получения отходящего газа турбины; (e) обеспечивают теплоту для указанной эндотермической реакции риформинга приведением потока горячего газа, генерированного на стадии (с) и/или стадии (d), в теплообменный контакт с зоной реакции парового риформинга, и на стадии (f) сжижают водород, извлеченный на стадии (b), подвергая извлеченный водород циклу сжижения, содержащему охлаждение и компримирование водорода. Технический результат заключается в разработке способа, который позволяет обеспечить дополнительное генерирование энергии для того же самого количества топлива. 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов и может быть использовано при получении уплотнений, прокладок, композиционных материалов, катализаторов, сорбентов. Измельченный натуральный чешуйчатый графит интеркалируют серной кислотой в присутствии окислителя - перекиси водорода. Полученный порошок отмывают от излишков серной кислоты, высушивают и термообрабатывают с использованием оптоволоконного лазера постоянного действия с плотностью мощности 2⋅103-4⋅103 Втсм2 при давлении 1-1,001 атмосферы, длиной волны 1-1,064 мкм в защитной среде газообразного аргона. Техническим результатом является повышение качества терморасширения и чистоты терморасширенного графита, упрощение способа, повышение его экологичности и энергоэффективности. Обеспечивается возможность регулирования величины насыпной плотности, степени терморасширения и, соответственно, эксплуатационных свойств полученного материала за счет подбора времени обработки и плотности мощности излучения лазера. 6 ил., 2 пр.

Наверх