[發明專利]用于生產納米級碳的膠體溶液的方法

有效

• 申請號: 201380077635.5
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN105339299B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: A·M·安皮洛夫;E·M·巴爾胡達羅夫;I·A·科斯基;M·A·米薩克揚
• 申請（專利權）人: 等離子-SK有限責任公司
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;B01J13/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

本發明方法的技術效果為簡易性、低成本和生產不同類型的納米顆粒的可能性。該效果由于如下進行用于生產納米級碳的膠體溶液的方法而實現：將有機液體送至含有電極的室中，將惰性氣體注入電極間空隙中，高溫等離子體通道在氣泡中形成，從而使乙醇分子原子化，隨后快速冷卻。

技術領域

所提供的用于生產穩定的納米級碳的膠體溶液的方法涉及納米技術領域。

背景技術

從科學和應用的觀點(獨特的電學、磁學、化學、機械、熒光性質、催化活性等)來看，納米結構化材料的制備和研究受到很大關注。

基本興趣點涉及主題物質的結構特征以及物理和化學特征(大量的游離碳鍵、致密結構)。

納米流體的性質(例如熱導率、密度、粘度、電導率、光學和磁學性質)的研究受到很大關注。

納米顆粒的獨特性質是以下多種應用研究領域的基礎：

·先進材料技術，藥理學；

·場致電子發射的唯一來源；

·最微型電子設備的金屬和半導體特征；

·主題物質的表面結構允許將其用作液體和氣體(例如氫)的容器。

近來，涉及生產用于降低金屬和電介質的二次發射的系數的納米結構化碳的薄膜、生長金剛石膜和玻璃、制備穩定的膠體溶液(太陽能的吸附劑)的工作引起極大關注(Robert Taylor,Sylvain Coulombe,Todd Otanicar,Patrick Phelan,Andrey Gunawan4,Wei Lv4,Gary Rosengarten,Ravi Prasher and Himanshu Tyagi.Small particles,bigimpacts:A review of the diverse applications of nanofluids).J.Appl.Phys.113,011301(2013)。

形成納米顆粒有各種方法(物理、化學、組合方法等)：

·電弧，

·重復脈沖的電弧和火花，

·液體和氣體的激光消融，

·化學反應產物的沉積，

·在金屬催化劑存在下的熱解，

·導體的電爆炸，

·復合粉末在燃燒中的催化轉化，等。

然而，大多數所述方法耗時、昂貴并且復雜，通常，它們要求有用產物與雜質分離。碳納米結構是集聚碳的亞穩態，它們僅可在偏離熱力學平衡的情況下獲得。因此，對許多最近的研究引起很大關注，在所述研究中，液體中的脈沖放電用于合成碳、金屬和各種組合物的納米顆粒。由于高溫放電通道中的有機乙醇分子原子化及其隨后的快速冷卻(“淬滅”)，短脈沖的放電有助于形成碳的亞穩相。

由于以下許多特征，所述方法被認為是有前景的：

·裝置和進料物質的簡易性和低成本；

·規模化該合成反應的可能性；

·獲得不同類型的納米顆粒的可能性；

·液體周圍等離子體限制了其膨脹且提高了溫度和壓力，這有利于放熱化學反應。

液體中的脈沖放電可以以兩種方式實現。在一種情況中，脈沖能量應≥1kJ，而在第二種情況中，其不超過數焦耳。第一種情況需要相當笨重且復雜的裝置，反應器經受相當大的沖擊荷載。而且，因此獲得微米至納米級的顆粒，并且通過使用不同技術分離它們需要額外的努力。石墨電極是像水這樣的液體中的碳源。當使用有機液體時，它成為碳源。