Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.1.6. Получения УВНМ способом диспропорционирование угарного газа
Впервые углеродные нанотрубки диспропорционированием CO были получены группой под руководством Нолана [48].
К группе процессов реализующих способ диспропорционирования CO относятся HiPСО (The Highpressure CO) и CoMoCAT.
Процесс HiPco заключается в диспропорционировании СО на наноразмерных частицах железа, выделяющихся при разложении паров карбонила железа непосредственно в зоне реакции [49]. Реакция носит объемный характер, что создает предпосылки для реализации непрерывного процесса.
Нанотрубки получают, пропуская CО, смешанный с Fe(CO)5, сквозь нагретый реактор. Температура в зоне реакции поддерживается ≈ 1000 °С Схема реактора для проведения процесса HiPCOпоказана на рис. 1.4
Рис. 1.4. Схема процесса HiPCO [19]
Во избежание преждевременного разложения Fe(CO)5 его по дают под давлением 10 атм. или выше по охлаждаемым водой патрубкам. Повышенное давление способствует также увеличению равновесного выхода УНТи скорости процесса. Добавка небольшого количества CH4 также повышает выход УНТ [1].
Этим методом были синтезированы нанотрубки минимальным диаметром до 0,7 нм, которые, как предполагается, имеют наименьшие размеры достижимых химически устойчивых ОУНТ. Средний диаметр полученных ОУНТ в процессе HiPCOсоставляет приблизительно 1,1 нм.
Суть процесса CoMoCAT заключается в синтезе нанотрубок диспропорционированием СО при 700…950 °C в присутствии Co/Mo катализатора [50]. На рис. 1.5 представлен реактор кипящего слоя, разработаны в университете штата Оклахома (США).
Рис. 1.5. Схема аппарата для проведения процесса CoMoCAT
Известны примеры использование и других катализаторов видов катализаторов для синтеза УНТ при диспропорционировании CO, Ni – AlPO4[51], Ni – MgO [51, 52], Co – MgO [53]. Наряду с процессе HiPCO известны и другие методы получения ОУНТ при диспропорционировании CO [54].
Выводы. Данный способ предусматривает возможность промышленной реализации, однако он имеет ряд существенных недостатков. К недостаткам процесса HiPCO следует отнести сложно преодолимые проблемы проведения процессов диспропорционирования СО, особенно в больших объемах, из-за лимитирования стадии нагрева реакционного газа, особенность протекания процесса (высокая температура и давление), пожароопасность применяемых.Процесс CoMoCAT основан на использовании уникального и, как следствие, дорогого катализатора. Так же СО является токсичным газом и представляет значительную опасность при его использовании в промышленных условиях, и не всегда доступен в различных регионах.