Кластерная структура углеродного газа, образование фуллеренов. Экспериментальные методы получения фуллеренов: лазерное и термическое испарение графита, дуговой контактный разряд, пиролиз углеродосодержащих соединений. Совершенствование дугового метода.
Синтез, методы полученияВнутренняя связь в фуллерене между атомами больше чем внешняя, поэтому фуллерены образуют твердое тело при конденсации с сохранением своей внутренней структуры (фуллерит) с плотностью 1,65 гр/см3. Смолли в своей Нобелевской лекции отмечал [4] :”Углеродный пар при Т>1000К в отличии от других элементов состоит из кластерных структур, причем кластеры от С2 до С10 имеют форму линейных цепочек,С15-С40-кольца,С28 и более фуллерены.В тоже время могут образовываться сложные объемные многоатомные структуры. В последние годы появился ряд работ, в которых исследуются различные каналы образования фуллеренов из кластеров с низким числом атомов [5-12]. Образованием жидкой фазы авторы[5] объясняют и смешивание С12 и С13 перед последующей кристаллизацией в фуллерены, и образование металлофуллеренов, и более позднее образование фуллеренов с n=30-40 (мертвая область ) так как кластеры с n=30-40, имеющую меньшую энергию связи, приходящую на один атом, а следовательно, и меньшую температуру кристаллизации, позднее кристаллизуются в фуллерены при остывании плазмы, и у них больше времени для сливания в кластеры. При кристаллизации могут образовываться фуллерены с дефектами, которые впоследствии устраняются в результате поглощения и испускания микрокластеров и переходов фуллеренов друг в друга с испусканием и поглощением вставок С2 и простого распада на два фуллерена.Имеются соображения [28] об эффективном получении фуллеренов в том числе в плазмотроне с плазменным соплом 0,75м килогерцового диапазона Г. К настоящему времени дуговой метод получения фуллеренов оптимизирован по внешним параметрам : давлению газа, тока разряда, расстоянию до сборника сажи, оставаясь неизменным по схеме и сути : два стержневых графитовых стержня диаметром ~6м, с малым межэлектродным расстоянием. Сама свободная дуга с быстро расширяющейся и охлаждающейся струей, с конвективными потоками дает мало возможности для регулирования в широких пределах параметров плазменной среды, в которой синтезируются фуллерены. В последних работах на конференции “Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технологии”, октябрь 2002 г. речь идет только о технологической доводке процесса. В [30] (институт металлоорганической химии, Нижний Новгород) создана автоматизированная установка с загрузкой до 70 графитовых стержне, производительностью 500 граммов смеси фуллеренов, в саже содержалось ~7% фуллеренов.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
