Способ бромирования графита

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (54)5 С 01 В 31/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4660156/26 (22) 09.01.89 (46) 15.10.92, Бюл. ¹ 38 (71) Институт химии поверхности АН УССР (72) К.Н. Хоменко, М.M. Конопля, Э.А. Бакай, А.А, Чуйко и В.К. Пикалов (56) W.Т. Geles and I.À. Turubull. The crystal

structure of graphite — bromine compounds.

"Proc.Roy. Soc". 1965, А238, ¹ 1393, р. 179193.

Изобретение относится к способам модифици рован ия углеродн ых материалов, в частности графита, галоидами, а именно бромом, и может быть использовано в nploизводстве сорбентов и наполнителей полимерных композитных материалов.;

Целью изобретения является повышение термостойкости получаемого продукта.

Указанная цель достигается тем, что в способе бромирования графита путем введения реакции в атмосфере брома при определенной температуре и последующего выделения продуктов реакции, предварительно графит прокаливают в вакууме при

900 — 1100 С и бромирование ведут пропусканием паров брома над поверхностью дисперсного графита в диапазоне темйератур 250 — 380 С в вакууме или инертной атмосфере, затем удаляют избыток брома и выделяют конечный продукт.

Установлено, что в указанном режиме образуются валентные связи С вЂ” Br, гораздо более прочные, чем связи между молекула Ы 1768508 А1 (54) СПОСОБ БРОМИРОВАНИЯ ГРАФИТА (57) Изобретение относится к способам модифицирования графита бромом и может быть использовано в произвбдстве сорбентов. Цель — повышение термостойкости получаемого продукта. Сущность способа заключается в том, что графит прокаливают в вакууме при 900 — 1100 С и обрабатывают парами брома в вакууме при 250-380 С, после чего избыток брома удаляют. Температура начала разложения бромированного графита, полученного предложенным способом, составляет 3850С, что в 5 раз выше, чем в прототипе. 1 табл. ми брома и слоями решетки графита в слоистом соединении внедрения графит-бром.

Образование прочных реакционно-способных связей С вЂ” В на поверхности графита обеспечивают устойчивость и высокие адсорбционные свойства полученного материала, Для осуществления способа используют природный графит Завальевского месторождения марки ГАК-2„представляющий собой монокристаллические чешуйки размером 0,1 — 0,15 мм с Syp = 5 м /г и марки г

С-00 сРаэмеРами частиц м мкм и Зуд =

=500 м /1.

Общую концентрацию брома в образце определяют с помощью химического анализа. Для определения термической устойчивости соединений графит-бром и анализа выделяющихся при разложении газообразных продуктов используют массспектрометр МИ-1201, оборудованный автоматической системой управления и регистрации масс-спектров на базе приставки

ПРМ-2 и вычислительного комплекса "Иск3

1768508 ра-1256". Образующиеся продукты термического разложения регистрируют в диапазоне от 10 до 200 а,е.м.

Пример 1. Навеску дисперсного графита массой 3 г помещают в кварцевый реактор и прокаливают в вакууме при температуре 950 — 1100 С в течение часа, затем реактор охлаждают до 250 С, вводят пары брома (р/ps = О. Т = 250-,380 С/в течение

30 — 60 мин, вакуумируютпри температуре около 280 С до р = 10 мм рт,ст., после чего выгружают полученный продукт.

Масс-сйектрометрический анализ полученного продукта показывает, что термическое разложение начинается при температуре 385 С, а выделяющиеся продукты соответствуют атомарному брому— это свидетельствует об образовании в процессе синтеза прочных связей=С-Вг.

Пример 2. Навеску дисперсного графита массой 3 г помещают в кварцевый реактор и подвергают термообработке в вакууме при 950 — 1100 С в течение часа, реактор охлаждают до 380 С, вводят пары брома в течение 30-60 мин, после чего вакуумируют и выделяют конечный продукт.

Пример 3. Навеску дисперсного графита массой 3 г помещают в кварцевый реактор, термообрабатывают в вакууме при

950-1100 С в течение часа, затем реактор охлаждают до 300 С, вводят пэры брома в течение 30 — 60 мин, после чего вакуумируют при этой же температуре и выделяют конечный продукт.

Пример 4, Навеску графита массой 3 г отжигают в вакууме при 900 С в течение

60 минут, затем реактор охлаждают до

250 С, вводят пары брома (р/ps = 1, Т =

=250 С) в течение 30 — 60 мин, вакуумируют до р = 10з мм рт,ст., Полученный продукт согласно масс-спектрометрическому анализу представляет модифицированный графит со связями С-Br на поверхности.

Пример 5. Навеску графита массой

3 r отжигают в вакууме при 1000 С в течение

60 минут, затем реактор охлаждают до

250 С и далее проводят бромирование со5 гласно методике, описанной в примере 3.

Полученный продукт идентифицирован аналогичным методом, Пример 6. Навеску графита массой

3 г отжигают в вакууме при 1100 С в течение

10 44 минут, далее графит бромируют соответственно примеру 3. Анализ подтвердил получение модифицированного графита со связями"=С-Br на поверхности.

Пример 7 (прототип). Навеску графи15 та массой 5 - помещают в кварцевый реактор, отжигают в вакууме при 950 — 1100 С в течение 1 ч для удаления примесей, охлаждают, При температуре 20 С вводят пары брома (р/р = 1), в течение 4 ч выдерживают, 20 затем вакуумируют до р = 10 мм рт,ст, и выделяют полученный продукт..

Изучение термостойкости полученного продукта показало, что продукт при нагревании разлагается при температуре 70 С.

25 Термостойкость продукта определяется методом термодесорбционной масс-спектрометрии, Температуры начала разложения полученных продуктов, (примеры 1-7) приведены в таблице.

30 Таким образом, предложенный способ позволяет более чем в 5 раз по сравнению с прототипом повысить термическую стойкость бромированного графита, что позволяет использовать такие графиты в качестве

35 адсорбентов, Формула изобретения

Способ бромирования графита, включающий обработку графита парами брома, отличающийся тем, что, с целью

40 повышения термостойкости получаемого продукта, графит прокаливают при 9001100 С и обработку бромом ведут в вакууме при 250-380 С с последующим удалением избытка брома, 45