+

RU2367595C2 - Porous carbon nanomaterial and method thereof - Google Patents

Porous carbon nanomaterial and method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2367595C2
RU2367595C2 RU2007144226/15A RU2007144226A RU2367595C2 RU 2367595 C2 RU2367595 C2 RU 2367595C2 RU 2007144226/15 A RU2007144226/15 A RU 2007144226/15A RU 2007144226 A RU2007144226 A RU 2007144226A RU 2367595 C2 RU2367595 C2 RU 2367595C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
uls
inert gas
carbon
porous
Prior art date
Application number
RU2007144226/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007144226A (en
Inventor
Владимир Львович Кузнецов (RU)
Владимир Львович Кузнецов
Сергей Иванович Мосеенков (RU)
Сергей Иванович Мосеенков
Original Assignee
Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) filed Critical Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения)
Priority to RU2007144226/15A priority Critical patent/RU2367595C2/en
Publication of RU2007144226A publication Critical patent/RU2007144226A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367595C2 publication Critical patent/RU2367595C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: porous carbon nanomaterial with specific surface area up to 750 m2/g which main structure element are interleaved porous nanosized graphene spheres with inner hollow having size 0.5÷2.0 nm is obtained by oxidation of the inner shells of carbon onion structure at temperature 550-750°C in the flow of the dried air duluted with inert gas or in the mixture of carbon dioxide and inert gas.
EFFECT: method improvement of porous carbon nanomaterial preparation.
2 cl, 6 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к области получения наноматериалов, которые могут использоваться как сорбенты с высокой селективностью к сорбируемым молекулам определенного размера; для транспорта лекарственных препаратов в живых организмах; для инкорпорирования в углеродные оболочки неорганических наноразмерных частиц и кристаллов (в том числе металлов, оксидов, полупроводников и др.) для получения композитных материалов различного назначения.The invention relates to the field of production of nanomaterials that can be used as sorbents with high selectivity to sorbed molecules of a certain size; for the transport of drugs in living organisms; for incorporating inorganic nanosized particles and crystals into carbon shells (including metals, oxides, semiconductors, etc.) to obtain composite materials for various purposes.

Аналогом данного материала является сибунит, разработанный в Институте катализа СО РАН, получаемый выжиганием аморфной составляющей науглероженных саж (US 4978649, С01В 31/10, B01J 20/20, 18.12.1990) и природный минерал шунгит, содержащий в качестве одного из компонентов фуллереноподобные полусферы размером от 15 до 100 А (US 7239261, Н05К 9/00, 17.02.2005).An analogue of this material is sibunite, developed at the Institute of Catalysis of the SB RAS, obtained by burning the amorphous component of carbonized soot (US 4978649, СВВ 31/10, B01J 20/20, 12/18/1990) and the natural mineral shungite, which contains fullerene-like hemispheres as one of the components sizes from 15 to 100 A (US 7239261, H05K 9/00, 02.17.2005).

Шунгиты, как материалы природного происхождения, имеют неконтролируемый размер частиц и морфологию графеновых образований, с изменяющимися в широких пределах размерами пор. Кроме того, они содержат большое количество минеральных компонентов, что обуславливает существенное изменение количественных и структурных характеристик от месторождения к месторождению и в конечном счете также влияет на селективность адсорбции различных соединений.Shungites, as materials of natural origin, have an uncontrolled particle size and morphology of graphene formations, with pore sizes varying widely. In addition, they contain a large number of mineral components, which leads to a significant change in the quantitative and structural characteristics from field to field and ultimately also affects the selectivity of adsorption of various compounds.

Наиболее близким по своим характеристикам является углерод-углеродный композиционный материал - сибунит (US 4978649, С01В 31/10, B01J 20/20, 18.12.1990; Пат. RU 1706690, С01В 31/10, 23.01.92). Этот материал имеет мезопористую структуру с удельной поверхностью 80-600 м2/г, объемом пор от 0,2-1,7 см3/г, диаметром в интервале 20-200 нм. Это является причиной того, что сибунит не применим для селективной адсорбции молекул, имеющих небольшой размер.The closest in its characteristics is a carbon-carbon composite material - sibunit (US 4978649, СВВ 31/10, B01J 20/20, 12/18/1990; Pat. RU 1706690, СВВ 31/10, 01/23/92). This material has a mesoporous structure with a specific surface area of 80-600 m 2 / g, a pore volume of 0.2-1.7 cm 3 / g, and a diameter in the range of 20-200 nm. This is the reason that sibunit is not applicable for the selective adsorption of molecules having a small size.

Изобретение решает задачу разработки метода получения пористого углеродного наноматериала, основным структурным элементом которого являются вложенные друг в друга пористые наноразмерные графеновые сферы, с внутренней полостью размером 0.5÷2.0 нмThe invention solves the problem of developing a method for producing a porous carbon nanomaterial, the main structural element of which is porous nanoscale graphene spheres embedded in each other, with an internal cavity of 0.5 ÷ 2.0 nm in size

Подписи к чертежамDrawing captions

Фиг.1. Схема получения пористого углеродного наноматериала путем селективного выжигания внутренних оболочек углерода луковичной структуры - УЛС.Figure 1. The scheme for obtaining porous carbon nanomaterial by selective burning of the inner carbon shells of the onion structure - ULS.

Фиг.2. Электронно-микроскопическое изображение высокого разрешения исходного образца углерода луковичной структуры УЛС, полученного методом термического отжига наноалмазов в вакууме при температуре 1900 К. Темные контрастные линии соответствуют проекциям графеновых плоскостей, ориентированных перпендикулярно плоскости рисунка и параллельно пучку электронов просвечивающего микроскопа. Расстояния между графеновыми плоскостями 0.34-0.36 нм несколько превышает межслоевое расстояние, характерное для гексагонального графита (d0002=0.3354 нм).Figure 2. High-resolution electron microscopic image of the initial carbon sample of the onion-shaped structure of the ULS obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1900 K. Dark contrast lines correspond to the projections of graphene planes oriented perpendicular to the picture plane and parallel to the electron beam of the transmission microscope. The distances between graphene planes of 0.34–0.36 nm slightly exceed the interlayer distance characteristic of hexagonal graphite (d 0002 = 0.3354 nm).

Фиг.3. Данные дифференциального термического анализа (нагревания в токе воздуха, кривые DTA и DTG) для образца УЛС, полученного при температуре отжига 1900 К. Температура начала горения образца составляет 605°С. Эта температура используется для контролируемого выжигания внутренних оболочек данного образца.Figure 3. The data of differential thermal analysis (heating in air flow, DTA and DTG curves) for a ULS sample obtained at an annealing temperature of 1900 K. The burning onset temperature of the sample is 605 ° C. This temperature is used for the controlled burning of the inner shells of a given sample.

Фиг.4. Сравнительные электронно-микроскопические изображения высокого разрешения образцов УЛС до (а) и после (b) проведения окисления. Темные контрастные линии соответствуют проекциям графеновых плоскостей, ориентированных перпендикулярно плоскости рисунка и параллельно пучку электронов просвечивающего микроскопа. После окислительной обработки УЛС можно видеть образование повышенного количества дефектов оболочек, а также отсутствие нескольких внутренних оболочек.Figure 4. Comparative high-resolution electron microscopy images of the ULS samples before (a) and after (b) the oxidation. Dark contrast lines correspond to the projections of graphene planes oriented perpendicular to the plane of the figure and parallel to the electron beam of the transmission microscope. After the oxidative treatment of the ULS, one can see the formation of an increased number of shell defects, as well as the absence of several internal shells.

Фиг.5. Данные порометрии (распределение пор по размерам - dV(см3/А/гр)), полученные методом низкотемпературной адсорбции азота, для образцов УЛС до и после окисления при 605°С.Figure 5. Porometry data (pore size distribution — dV (cm 3 / A / g)) obtained by the low-temperature nitrogen adsorption method for ULS samples before and after oxidation at 605 ° С.

Фиг.6. Изотерма адсорбции азота, полученная по методу низкотемпературной адсорбции азота для образца УЛС после окисления при 605°С.6. Nitrogen adsorption isotherm obtained by the method of low-temperature nitrogen adsorption for a ULS sample after oxidation at 605 ° C.

Сущность изобретения (см. Фиг.1) заключается в селективном окислении внутренних сфер в первичных частицах углерода луковичной структуры (УЛС), полученных по способу, защищенному пат. RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97, и имеющих средний размер первичных частиц, образованных вложенными друг в друга замкнутыми графеновыми оболочками размером около 0.5-2.0 нм.The essence of the invention (see Figure 1) is the selective oxidation of the internal spheres in the primary carbon particles of the onion structure (ULS) obtained by the method protected by US Pat. RU 2094370, СВВ 31/00, 10.27.97, and having an average size of primary particles formed by closed graphene shells embedded in each other with a size of about 0.5-2.0 nm.

При окислении УЛС при температуре 550-750°С в токе разбавленного инертным газом осушенного воздуха с соотношением объемов воздух: инертный газ - азот или аргон в интервале соотношений 1:1-1:5, или в смеси диоксида углерода газа с соотношением объемов диоксид углерода: инертный газ - азота или аргона в интервале соотношений 1:5-1:10 происходит удаление углерода в виде летучих продуктов (выжигание внутренних сфер).When oxidation of an ULS at a temperature of 550-750 ° C in a stream of dried air diluted with an inert gas with a ratio of air: inert gas - nitrogen or argon in the range of ratios 1: 1-1: 5, or in a mixture of carbon dioxide gas with a volume ratio of carbon dioxide : inert gas - nitrogen or argon in the range of ratios 1: 5-1: 10 carbon is removed in the form of volatile products (burning of internal spheres).

На Фиг.2 представлено характерное электронно-микроскопическое изображение (ПЭМ) исходного образца углерода луковичной структуры УЛС, полученного методом термического отжига наноалмазов в вакууме при температуре 1620°С.Figure 2 presents a characteristic electron microscopic image (TEM) of the initial carbon sample of the onion-shaped structure of the ULF obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1620 ° C.

Преимущественное окисление внутренних оболочек УЛС достигается за счет более высокой реакционной способности внутренних оболочек по сравнению с внешними, обусловленной их большей кривизной поверхности, большей дефектностью и большей реакционной способностью к окислению.The predominant oxidation of the inner shells of ULS is achieved due to the higher reactivity of the inner shells compared to the outer ones, due to their greater surface curvature, greater defectiveness, and greater oxidation reactivity.

Для определения оптимальной температуры окисления внутренних оболочек используют метод дифференциального термического анализа в атмосфере воздуха, дающего информацию о температурах начала выгорания различных образцов (550-750°С) и температурной устойчивости УЛС к кислороду воздуха (Фиг.3). При проведении выжигания в другой окислительной атмосфере (например, смесь СО2 - аргон) необходимо определение температуры начала горения УЛС в данной атмосфере. Для предотвращения неконтролируемого сгорания УЛС используют температуры реакции, незначительно превышающие температуру начала выгорания исходного образца и разбавленные смеси воздуха с инертным газом (например, азотом или аргоном) или смесь диоксида углерода и инертного газа. Образцы УЛС выдерживают в токе разбавленного воздуха при температуре реакции в течение 1-10 ч. Количество выжигаемого углерода может анализироваться аналитически по количеству выделяющихся оксидов углерода или весовым методом и может варьироваться в пределах от 20 до 80% от массы исходного УЛС.To determine the optimum temperature for the oxidation of the inner shells, the method of differential thermal analysis in the atmosphere of air is used, which gives information about the temperatures of the onset of burning out of various samples (550-750 ° C) and the temperature stability of the ULS to air oxygen (Figure 3). When carrying out burning in another oxidizing atmosphere (for example, a mixture of CO 2 - argon), it is necessary to determine the temperature of the onset of combustion of the ULS in this atmosphere. To prevent uncontrolled combustion of SFM, reaction temperatures are used that are slightly higher than the temperature at which the initial sample burned out and diluted with a mixture of air with an inert gas (for example, nitrogen or argon) or a mixture of carbon dioxide and inert gas. Samples of ULS are kept in a stream of diluted air at a reaction temperature for 1-10 hours. The amount of carbon burned can be analyzed analytically by the amount of carbon oxides emitted or by weight method and can vary from 20 to 80% by weight of the initial ULS.

Полученные образцы охарактеризовывают с использованием просвечивающей электронной микроскопии и метода низкотемпературной адсорбции азота.The obtained samples are characterized using transmission electron microscopy and the method of low-temperature nitrogen adsorption.

В результате этой процедуры получают частицы УЛС, полые внутри и имеющие пористую оболочку. По данным метода низкотемпературной адсорбции азота, характеризующего распределение пор по размерам, а также просвечивающей электронной микроскопии наблюдается формирование внутренних полостей с размером 0.5-2 нм, которые соответствуют размерам молекул биологически активных веществ. Первичные частицы объединены в агломераты с размером, сопоставимым с размерами агломератов исходного наноалмаза, использованного для синтеза УЛС, за счет формирования общих искривленных графеновых листов, одновременно связанных с несколькими частицами УЛС.As a result of this procedure, ULS particles hollow inside and having a porous shell are obtained. According to the method of low-temperature nitrogen adsorption, which characterizes the pore size distribution, as well as transmission electron microscopy, the formation of internal cavities with a size of 0.5-2 nm, which correspond to the size of the molecules of biologically active substances, is observed. The primary particles are combined into agglomerates with a size comparable to the sizes of the agglomerates of the initial nanodiamond used for the synthesis of ULS due to the formation of common curved graphene sheets simultaneously associated with several ULS particles.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями.The invention is illustrated by the following examples and illustrations.

Пример 1.Example 1

Навеску УЛС, полученного методом термического отжига наноалмазов в вакууме при температуре 1620°С (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97), помещают в проточный реактор, обеспечивающий равномерный прогрев и перемешивание обрабатываемого образца, реактор нагревают в токе воздуха разбавленного инертным газом (воздух: инертный газ (азот, аргон)=1-1÷5) до температуры начала окисления этого образца УЛС 605°С и выдерживают при температуре реакции 1 ч с целью обеспечить необходимую степень выжигания образца (56%).A portion of the ULS obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1620 ° С (RU 2094370, СВВ 31/00, 10.27.97) is placed in a flow reactor providing uniform heating and mixing of the treated sample, the reactor is heated in a stream of air diluted with an inert gas (air: inert gas (nitrogen, argon) = 1-1 ÷ 5) to the temperature at which the oxidation of this sample begins, ULS 605 ° C and kept at the reaction temperature for 1 h in order to ensure the necessary degree of burning of the sample (56%).

После этого проводят исследование полученного материала методами электронной микроскопии и низкотемпературной адсорбции азота. На Фиг.4 приведены электронно-микроскопические изображения исходных (а) и окисленных (b) частиц УЛС. Можно видеть, что частицы УЛС, обработанные при повышенной температуре в токе воздуха, характеризуются повышенным количеством дефектов оболочек, при этом у большей доли частиц отсутствуют некоторые внутренние оболочки.After that, the obtained material is studied by electron microscopy and low-temperature nitrogen adsorption. Figure 4 shows the electron microscopic images of the original (a) and oxidized (b) particles of the ULS. It can be seen that ULS particles processed at an elevated temperature in an air stream are characterized by an increased number of shell defects, while a larger proportion of particles lack some inner shells.

Анализ с использованием метода порометрии по азоту показывает, что после проведения окисления особенно сильно увеличивается объем микропор в диапазоне диаметров 0,5-2,0 нм (Фиг.5). Изменение объема пор в области 0,5-2,0 нм в 1.5 раза свидетельствует об увеличении количества пор с соответствующим диаметром в 3-5 раз. Таким образом, селективное окисление УЛС приводит к модификации образца за счет частичного выжигания углеродных оболочек. Характер изотермы адсорбции азота (Фиг.6) показывает наличие бутылкообразных пор в области диаметров 0,5-2,0 нм, что соответствует предположению о преимущественном выжигании внутренних высокореакционных оболочек и образовании каналов диаметром 0,5-1,0 нм таких полостей.Analysis using the method of porosimetry for nitrogen shows that after oxidation, the micropore volume increases especially strongly in the diameter range of 0.5-2.0 nm (Figure 5). A 1.5-fold change in pore volume in the region of 0.5-2.0 nm indicates an increase in the number of pores with a corresponding diameter by 3-5 times. Thus, the selective oxidation of the ULS leads to modification of the sample due to partial burning of the carbon shells. The nature of the nitrogen adsorption isotherm (Fig.6) shows the presence of bottle-shaped pores in the region of diameters of 0.5-2.0 nm, which corresponds to the assumption of predominant burning of internal highly reactive shells and the formation of channels with a diameter of 0.5-1.0 nm of such cavities.

С использованием метода БЭТ определяют удельную площадь поверхности образцов УЛС до и после выжигания.Using the BET method, the specific surface area of the ULS samples is determined before and after burning.

Полученные данные свидетельствуют об увеличении удельной поверхности образцов после выжигания в 1.5 раза по сравнению с исходными (с 425 м2/г до 722 м2/г).The data obtained indicate an increase in the specific surface area of the samples after burning by 1.5 times in comparison with the initial ones (from 425 m 2 / g to 722 m 2 / g).

Пример 2.Example 2

Навеску УЛС, полученного методом термического отжига наноалмазов в вакууме при температуре 1620°С (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97), помещают в проточный реактор, обеспечивающий равномерный прогрев и перемешивание обрабатываемого образца, реактор нагревают в смеси диоксида углерода и инертного газа с соотношением объемов диоксид углерода: инертный газ - аргон = 1:5 до температуры начала окисления этого образца УЛС, составляющей 700°С, и выдерживают при данной температуре 2 ч с целью обеспечить необходимую степень выжигания образца (50%).A portion of the ULS obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1620 ° С (RU 2094370, СВВ 31/00, 10.27.97) is placed in a flow reactor providing uniform heating and mixing of the treated sample, the reactor is heated in a mixture of carbon dioxide and inert gas with a ratio of the volumes of carbon dioxide: inert gas - argon = 1: 5 to the temperature of the onset of oxidation of this ULS sample of 700 ° C and kept at this temperature for 2 hours in order to ensure the necessary degree of burning of the sample (50%).

Пример 3.Example 3

Аналогично примеру 1, отличается тем, что УЛС получают термическим отжигом наноалмазов в вакууме при температуре 1450°С в течение 5 ч (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97). Температура обработки образца в токе воздуха, разбавленного инертным газом - аргоном, с соотношением объемов воздух: инертный газ - аргон = 1:5 соответствует температуре начала окисления этого образца УЛС по данным ДТА и составляет 550°С, время окислительной обработки - 2 ч. Полученные данные свидетельствуют об увеличении удельной поверхности образцов после выжигания в ~1.7 раза по сравнению с исходными (с 415 м2/г до 704 м2/г).Analogously to example 1, it differs in that ULS are obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1450 ° C for 5 hours (RU 2094370, СВВ 31/00, 10.27.97). The processing temperature of the sample in a stream of air diluted with an inert gas - argon, with a ratio of air: inert gas - argon = 1: 5 corresponds to the temperature of the onset of oxidation of this ULS sample according to DTA and is 550 ° C, the oxidation treatment time is 2 hours. Received the data indicate an increase in the specific surface area of the samples after burning by ~ 1.7 times in comparison with the initial ones (from 415 m 2 / g to 704 m 2 / g).

Пример 4.Example 4

Аналогично примеру 1, отличается тем, что УЛС получают термическим отжигом наноалмазов в вакууме при температуре 1950°С в течение 3 ч (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97). Температура обработки образца в токе воздуха, разбавленного инертным газом - аргоном, в соотношении объемов воздух: инертный газ - аргон = 1:5, соответствует температуре начала окисления этого образца УЛС по данным ДТА и составляет 650°С, время окислительной обработки - 1 ч. Полученные данные свидетельствуют об увеличении удельной поверхности образцов после выжигания ~ в 1.5 раза по сравнению с исходными (с 430 м2/г до 655 м2/г).Analogously to example 1, it differs in that ULS are obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1950 ° C for 3 hours (RU 2094370, С01В 31/00, 10.27.97). The processing temperature of the sample in a stream of air diluted with an inert gas - argon, in the ratio of air: inert gas - argon = 1: 5, corresponds to the temperature of the onset of oxidation of this ULS according to DTA and is 650 ° C, the time of oxidative treatment is 1 hour. The data obtained indicate an increase in the specific surface area of the samples after burning ~ 1.5 times in comparison with the initial ones (from 430 m 2 / g to 655 m 2 / g).

Пример 5.Example 5

Аналогично примеру 2, отличается тем, что УЛС получают термическим отжигом наноалмазов в вакууме при температуре 1450°С в течение 5 ч (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97). Температура обработки образца в токе углекислого газа, разбавленного инертным газом - аргоном, с соотношением объемов диоксид углерода: инертный газ - аргон = 1:5 соответствует температуре начала окисления этого образца УЛС по данным ДТА и составляет 685°С, время окислительной обработки - 2,5 ч. Полученные данные свидетельствуют об увеличении удельной поверхности образцов после выжигания в ~1.8 раза по сравнению с исходными (с 415 м2/г до 745 м2/г).Analogously to example 2, it is distinguished by the fact that ULS are obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1450 ° C for 5 hours (RU 2094370, С01В 31/00, 10.27.97). The processing temperature of the sample in a stream of carbon dioxide diluted with an inert gas - argon, with the ratio of the volumes of carbon dioxide: inert gas - argon = 1: 5 corresponds to the temperature of the onset of oxidation of this ULS sample according to DTA and is 685 ° C, the time of oxidative treatment is 2, 5 hours. The data obtained indicate an increase in the specific surface area of the samples after burning by ~ 1.8 times in comparison with the initial ones (from 415 m 2 / g to 745 m 2 / g).

Пример 6.Example 6

Аналогично примеру 2, отличается тем, что УЛС получают термическим отжигом наноалмазов в вакууме при температуре 1950°С в течение 3 ч (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97). Температура обработки образца в токе углекислого газа, разбавленного инертным газом - аргоном, с соотношением объемов диоксид углерода: инертный газ - азот = 1:10 соответствует температуре начала окисления этого образца УЛС по данным ДТА и составляет 750°С, время окислительной обработки - 1 ч. Полученные данные свидетельствуют об увеличении удельной поверхности образцов после выжигания ~ в 1.5 раза по сравнению с исходными (с 430 м2/г до 630 м2/г).Analogously to example 2, it differs in that the ULS is obtained by thermal annealing of nanodiamonds in vacuum at a temperature of 1950 ° C for 3 hours (RU 2094370, С01В 31/00, October 27, 1997). The processing temperature of the sample in a stream of carbon dioxide diluted with an inert gas - argon, with the ratio of the volumes of carbon dioxide: inert gas - nitrogen = 1:10 corresponds to the temperature of the onset of oxidation of this ULS according to DTA and is 750 ° C, the time of oxidative treatment is 1 h The data obtained indicate an increase in the specific surface area of the samples after burning ~ 1.5 times in comparison with the initial ones (from 430 m 2 / g to 630 m 2 / g).

Техническим результатом является получение материала с заданным количеством внутренних полостей с диаметром 0.5-2.0 нм и увеличение удельной поверхности материала до 750 м2/г.The technical result is to obtain a material with a given number of internal cavities with a diameter of 0.5-2.0 nm and an increase in the specific surface of the material up to 750 m 2 / g.

Claims (2)

1. Пористый углеродный наноматериал, характеризующийся тем, что его основным структурным элементом являются вложенные друг в друга пористые наноразмерные графеновые сферы с внутренней полостью размером 0,5÷2,0 нм.1. Porous carbon nanomaterial, characterized in that its main structural element is porous nanoscale graphene spheres embedded in each other with an internal cavity of 0.5 ÷ 2.0 nm in size. 2. Способ приготовления пористого углеродного наноматериала, основным структурным элементом которого являются вложенные друг в друга пористые наноразмерные графеновые сферы с внутренней полостью размером 0,5÷2,0 нм, заключающийся в окислении внутренних оболочек углерода луковичной структуры при температуре 550-750°С в токе разбавленного инертным газом осушенного воздуха или в смеси диоксида углерода и инертного газа. 2. A method of preparing a porous carbon nanomaterial, the main structural element of which is porous nanoscale graphene spheres embedded in each other with an internal cavity of 0.5 ÷ 2.0 nm in size, which consists in oxidizing the inner carbon shells of the onion structure at a temperature of 550-750 ° C flow of dried inert gas, dried air or in a mixture of carbon dioxide and inert gas.
RU2007144226/15A 2007-11-28 2007-11-28 Porous carbon nanomaterial and method thereof RU2367595C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144226/15A RU2367595C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Porous carbon nanomaterial and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144226/15A RU2367595C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Porous carbon nanomaterial and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007144226A RU2007144226A (en) 2009-06-10
RU2367595C2 true RU2367595C2 (en) 2009-09-20

Family

ID=41024138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007144226/15A RU2367595C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Porous carbon nanomaterial and method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367595C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502668C1 (en) * 2012-04-25 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of obtaining carbon nanomaterial and carbon nanomaterial
CN104555994A (en) * 2013-10-28 2015-04-29 安炬科技股份有限公司 Hollow nano-graphene particles and method for making the same
CN105152161A (en) * 2015-06-30 2015-12-16 华南理工大学 Heteroatom doped surface perforated hollow sphere graphene material, preparation method and application thereof
CN105217616A (en) * 2015-10-20 2016-01-06 天津大学 Porous graphene load carbon nano-onions three-dimensional composite material preparation method
CN105253875A (en) * 2015-10-20 2016-01-20 天津大学 Preparation method of graphene loaded carbon nanobelt array three-dimensional composite material

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9035281B2 (en) * 2009-06-30 2015-05-19 Nokia Technologies Oy Graphene device and method of fabricating a graphene device
US8808810B2 (en) * 2009-12-15 2014-08-19 Guardian Industries Corp. Large area deposition of graphene on substrates, and products including the same
CN104016341B (en) * 2014-07-01 2016-11-16 济南圣泉集团股份有限公司 A kind of preparation method of porous graphene
CN105883778B (en) * 2014-12-31 2018-07-20 国家电网公司 A kind of preparation method of graphene

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094370C1 (en) * 1993-10-19 1997-10-27 Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН Method of producing bulbous-like structure carbon particles
JP2005343708A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Ideal Star Inc Method and apparatus for producing endohedral fullerene in solution
US7239261B2 (en) * 2002-02-15 2007-07-03 Hitachi Ltd. Electromagnetic wave absorption material and an associated device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094370C1 (en) * 1993-10-19 1997-10-27 Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН Method of producing bulbous-like structure carbon particles
US7239261B2 (en) * 2002-02-15 2007-07-03 Hitachi Ltd. Electromagnetic wave absorption material and an associated device
JP2005343708A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Ideal Star Inc Method and apparatus for producing endohedral fullerene in solution

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЕРЕЩАГИН А.Л. Детонационные наноалмазы. - Барнаул, 2001, с.117, 118. CHUNNIAN H.E. et al. A practical method for the production of hollow carbon onion particles. J. of Alloys and Compounds. 2006, v.425, Issues 1-2, p.329-333. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502668C1 (en) * 2012-04-25 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of obtaining carbon nanomaterial and carbon nanomaterial
CN104555994A (en) * 2013-10-28 2015-04-29 安炬科技股份有限公司 Hollow nano-graphene particles and method for making the same
CN105152161A (en) * 2015-06-30 2015-12-16 华南理工大学 Heteroatom doped surface perforated hollow sphere graphene material, preparation method and application thereof
CN105152161B (en) * 2015-06-30 2017-04-19 华南理工大学 Heteroatom doped surface perforated hollow sphere graphene material, preparation method and application thereof
CN105217616A (en) * 2015-10-20 2016-01-06 天津大学 Porous graphene load carbon nano-onions three-dimensional composite material preparation method
CN105253875A (en) * 2015-10-20 2016-01-20 天津大学 Preparation method of graphene loaded carbon nanobelt array three-dimensional composite material
CN105217616B (en) * 2015-10-20 2017-03-29 天津大学 Porous graphene loads carbon nano-onions three-dimensional composite material preparation method
CN105253875B (en) * 2015-10-20 2017-03-29 天津大学 Graphene-supported carbon nanobelts array three-dimensional composite material and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007144226A (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2367595C2 (en) Porous carbon nanomaterial and method thereof
JP3989256B2 (en) Carbon nanohorn adsorbent and production method thereof
Lithoxoos et al. Adsorption of N2, CH4, CO and CO2 gases in single walled carbon nanotubes: A combined experimental and Monte Carlo molecular simulation study
Lee et al. Determination of the optimal pore size for improved CO2 adsorption in activated carbon fibers
Radfarnia et al. A highly efficient CaO-based CO2 sorbent prepared by a citrate-assisted sol–gel technique
Park et al. Studies on pore structures and surface functional groups of pitch-based activated carbon fibers
Guo et al. Characterization of adsorbent prepared from oil-palm shell by CO2 activation for removal of gaseous pollutants
Lua et al. Preparation and characterization of activated carbons from oil-palm stones for gas-phase adsorption
Wu et al. Synthesis and adsorption properties of halloysite/carbon nanocomposites and halloysite-derived carbon nanotubes
Dolas et al. A new method on producing high surface area activated carbon: the effect of salt on the surface area and the pore size distribution of activated carbon prepared from pistachio shell
Ryu et al. Porous structure of PAN-based activated carbon fibers
Armandi et al. Synthesis and characterization of ordered porous carbons with potential applications as hydrogen storage media
CN1511785A (en) A kind of silica mesoporous material and preparation method thereof
Sádovská et al. The thermal stability of carbon materials in the air: Quantitative structural investigation of thermal stability of carbon materials in air
Sing Adsorption by active carbons
KR101608850B1 (en) Hollow porous carbon particles and their synthetic method
JP2015218085A (en) Activated graphene monolith and method for producing the same
CN108246338B (en) Nitrogen-doped ordered mesoporous carbon catalytic material and preparation method and application thereof
WO2018168346A1 (en) Method for producing surface-treated carbon nano-structure
Gong et al. Striking influence of NiO catalyst diameter on the carbonization of polypropylene into carbon nanomaterials and their high performance in the adsorption of oils
JP2006188393A (en) Carbon material processing method
Papageorgiou et al. Morphology, activation, and metal substitution effects of AlPO4-5 for CO2 pressure swing adsorption
Kapsi et al. Zeolite-templated sub-nanometer carbon nanotube arrays and membranes for hydrogen storage and separation
Joshi et al. Sodium hydroxide activated nanoporous carbons based on Lapsi seed stone
RU2307704C1 (en) Nanostructured microporous carbon material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171129

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载