Способ получения катодного материала для химических источников тока

Изобретение может быть использовано в промышленном синтезе катодных материалов для литиевых химических источников тока высокой энергоемкости. Древесину измельчают до размера частиц менее 2 мм и сушат в потоке сухого азота при 120-130°С. Затем реактор с измельченной и высушенной древесиной вакуумируют до давления не более 0,1 кг/см2, заполняют смесью фтора и азота в объемном соотношении 1:(3-5) до атмосферного давления и фторируют древесину при температуре 80-120°С и постоянном перемешивании. Окончание реакции контролируют по понижению температуры реактора на 5-10°С. Повышается безопасность способа получения катодного материала для химических источников тока, исключается необходимость очистки получаемого материала от токсичных реагентов, упрощается аппаратурное оформление процесса. Полученный катодный материал имеет повышенную энергоемкость и электропроводность, снижается его себестоимость. 4 пр.

 

Изобретение относится к области получения твердых углеродных материалов и может быть использовано в промышленном синтезе катодных материалов для химических источников тока (ХИТ), в частности литиевых ХИТ высокой энергоемкости.

Известен способ получения катодного материала для литиевых ХИТ на основе гидролизного лигнина (пат. РФ №2482571, опубл. 20.05.2013). Гидролизный лигнин измельчают до размера частиц 0,1-1,0 мкм, обрабатывают 5% соляной кислотой при весовом соотношении 1:5 в течение не менее 1,0 часа, центрифугируют и промывают осадок. Полученный осадок обрабатывают 5% плавиковой кислотой при весовом соотношении 1:5 в течение не менее 1,0 часа, центрифугируют, промывают и высушивают осадок. Недостатками известного способа являются многостадийность и длительность процесса получения катодного материала, а также сравнительно невысокая практическая энергоемкость литиевых ХИТ с катодами на основе лигнина (до 650 Вт·ч/кг).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фторированного углеродного материала для изготовления катодов химических источников тока (пат. РФ №2036135, опубл. 1995.05.27), включающий обработку продукта переработки древесины - гидролизного лигнина - путем его фторирования раствором трифторида брома в безводном фтористом водороде в объемном отношении BrF3 к HF, равном (10-1):1, при температуре от -20 до +19°С. Полученный продукт представляет собой фторированный углеродсодержащий материал в виде тонкодисперсного порошка светло-желтого цвета с размером частиц 0,1-1,0 мкм состава C9FxOy, где х=6-7; у=5-6, обладающий при использовании в качестве катодного материала теоретической энергоемкостью выше 4,5 кВт·ч/кг.

Недостатком известного способа является высокая технологическая сложность процесса фторирования и его аппаратурного оформления, обусловленная использованием агрессивных и высокотоксичных реагентов: трифторида брома и безводного фтористого водорода, а также необходимость очистки конечного продукта, что является причиной его высокой себестоимости. Существенным недостатком полученного известным способом катодного материала является его невысокая удельная электронная проводимость (1·10-14 См/см) и, как следствие, низкие разрядные токи ХИТ.

Задачей изобретения является создание безопасного способа получения из древесного сырья углеродсодержащего катодного материала с достаточно высокими энергетическими характеристиками и низкой себестоимостью, обеспечивающими его промышленное применение.

Технический результат способа заключается в повышении его безопасности, исключении необходимости очистки получаемого катодного материала от токсичных реагентов и упрощении аппаратурного оформления за счет проведения реакции фторирования газообразным фторирующим реагентом при одновременном повышении энергоемкости и электропроводности получаемого катодного материала и снижении его себестоимости.

Указанный технический результат достигают способом получения катодного материала для химических источников тока, включающим переработку углеродсодержащего сырья древесного происхождения путем его фторирования, в котором, в отличие от известного, в качестве углеродсодержащего сырья используют непосредственно древесину, которую перед фторированием измельчают до размера частиц не более 2,0 мм, помещают в герметично закрывающийся реактор и сушат в потоке сухого азота при 120-130°С, затем реактор с подготовленной древесиной герметизируют, создают в нем давление не более 0,1 кг/см2, заполняют до атмосферного давления смесью газообразного фтора с азотом, взятых в объемном соотношении 1:(3-5) и проводят фторирование древесины при температуре 80-120°С и непрерывном перемешивании до полного завершения реакции, окончание которой контролируют по снижению температуры реактора на 10-15°С.

Способ осуществляют следующим образом.

Древесину, преимущественно смесь древесины различных пород дерева, механически измельчают до размера частиц не крупнее 2,0 мм, преимущественно 0,5-2,0 мм, просеивают через сито с размером ячейки 2,0 мм, загружают в герметично закрывающийся реактор, снабженный приспособлением для механического перемешивания и сушат в потоке сухого азота в течение 15-20 минут при температуре 120-130°С при непрерывном перемешивании.

Древесина различных пород, в частности, лиственных и хвойных, различается по химическому составу: количественное содержание целлюлозы, лигнина, гемицеллюлоз, включающих пентозаны и гексозаны, меняется в широких пределах. Смесь древесины различных пород позволяет усреднить исходное сырье по составу.

После сушки, не выгружая древесного сырья, реактор герметизируют, вакуумируют до давления не выше 0,1 кг/см2, заполняют фторирующим газом до атмосферного давления и проводят топохимическую реакцию фторирования древесины, при этом в качестве фторирующего газа используют смесь газообразного фтора с азотом в объемном соотношении 1:(3-5). Реакцию проводят при температуре реакционной смеси 80-120°С, которую поддерживают на установленном уровне, регулируя мощность нагрева с учетом тепла, выделяющегося при экзотермической реакции фторирования древесины. Процесс ведут при непрерывном перемешивании до полного завершения реакции, о котором свидетельствует резкое понижение температуры в реакторе на 10-15°С.

Нагрев реактора прекращают и после его охлаждения до комнатной температуры продувают нагретым азотом для удаления остатков фтора и газообразных продуктов реакции.

Весь процесс переработки древесины осуществляется в одном реакторе. Газообразные продукты реакции фторирования и непрореагировавший фтор легко удаляются, при этом полученный твердый продукт реакции - углеродсодержащий материал - очистки не требует.

В результате обработки древесины предлагаемым способом получают углеродсодержащий материал в виде светло-коричневого порошка с размером частиц 0,5-2,0 мкм, представляющий собой модифицированную, а именно фторированную древесину.

Содержание углерода, кислорода и других элементов в продукте фторирования древесины устанавливали методом энергодисперсионной спектрометрии на электронном сканирующем микроскопе высокого разрешения Hitachi S5500 с приставкой Thermo Scientific. На его рентгеноэлектронных спектрах (метод РФЭС) обнаружены сигналы 1s электронов углерода (Есв. 293.8 эВ для CF2; 291.9 эВ для COF; 290.2 эВ для СO2, CF3; 288.1 эВ для CF, СО; 285.0 эВ для СС), 1s электронов кислорода (Есв. 535.9 эВ для COF и Есв. 534.3 эВ для СО), 1s электронов фтора (Есв. 690.2 эВ для CF3 и Есв. 689.2 эВ для COF, CF2, CF).

Электропроводность определяли методом импедансной спектроскопии с помощью системы Impedance/Gain-phase analyzer SI 1260 (Solartron, В еликобритания).

Полученный продукт (фторированная древесина) соответствует составу C9OxFy; где х=4-6; у=5-10, и включает рентгеноаморфные перфторированные полимерные соединения с разветвленной структурой, содержащие в своем составе различные кислородные функциональные группы. Продукт термически стабилен до 300°С и обладает теоретической энергоемкостью 4,5 кВтч/кг и удельной электронной проводимостью 1·10-11 См/см.

Были изготовлены литиевые ХИТ типоразмера BR1225 на основе катодов, полученных путем прессования смеси, содержащей 95% углеродсодержащего продукта (фторированной древесины), полученного предлагаемым способом, и 5% ацетиленовой сажи (проводящая добавка) и экспериментально установлены их энергетические характеристики.

При использовании полученного предлагаемым способом углеродсодержащего продукта в качестве катодного материала в литиевом ХИТ, содержащем в качестве электролита 1 M раствор перхлората лития в безводном пропиленкарбонате, напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) составляет 3,0 В, а практическая энергоемкость при разряде до 1 В и указанной выше удельной электронной проводимости до 1·10-11 См/см достигает 1,2 кВт·ч/кг.

Таким образом, предлагаемый способ, осуществляемый с помощью простой технологической схемы с использованием возобновляемого природного сырья, исключает необходимость использования жидких высокотоксичных фторирующих агентов и сложной очистки готового продукта, не требует сложного аппаратурного оформления, при этом полученный с его помощью катодный материал при сравнительно низкой себестоимости обладает более высокой электронной проводимостью и энергоемкостью, что делает экономически обоснованным его применение в промышленном масштабе.

Примеры конкретного осуществления изобретения

Пример 1

Древесину измельчали с помощью шаровой мельницы и просеивали через сито с размером ячейки 2 мм. Полученный древесный порошок общей формулы С9Н14О5 помещали в герметичный реактор, сушили при перемешивании при 120°С в атмосфере сухого азота в течение 15 мин. Затем нагрев прекращали, реактор вакуумировали до 0,1 кг/см2 и заполняли смесью фтора высокой чистоты и сухого азота в соотношении 1:5 до атмосферного давления. После этого доводили температуру реакционной смеси до 80°С и поддерживали на этом уровне (80±5°С), регулируя нагрев с учетом выделения тепла в результате экзотермической реакции фторирования, дающего повышение температуры на 5-10°С. Весь процесс проводили при непрерывном перемешивании древесины. Окончание реакции определяли по резкому снижению температуры примерно на 10°С. Нагрев реактора полностью прекращали и после охлаждения для удаления остатков фтора и газообразных продуктов реакции продували сухим газообразным азотом при температуре 120°С до получения на выходе нейтрального газового потока, что проверяли индикаторной бумагой.

Реактор разгружали и полученную массу смешивали с ацетиленовой сажей в соотношении 95:5, загружали 0,2 г на дно ячейки ХИТ из нержавеющей стали типоразмера BR1225, затем помещали сепаратор из пористого полипропилена, заливали электролит (1М раствор перхлората лития в безводном пропиленкарбонате), помещали под крышку металлический литий и уплотняли крышку с помощью полипропиленовой прокладки. При разряде током 30 мкА элемент показал емкость 750 Вт·ч/кг.

Пример 2

Измельченную древесину общей формулы С9Н14О5 обрабатывали в соответствии с примером 1, при этом сушку проводили при 130°С в течение 15 мин, фторирование проводили смесью фтора высокой чистоты и сухого азота в соотношении 1:3. Реактор нагревали до 80°С. Экзотермическая реакция сопровождалась повышением температуры на 10-15°С, нагрев снижали для поддержания в реакторе температуры 80±5°С.

Ячейку ХИТ готовили по примеру 1. При разряде током 30 мкА элемент показал емкость 850 Вт·ч/кг.

Пример 3

Измельченную древесину общей формулы C9H14O5 обрабатывали в соответствии с примером 1, при этом сушку проводили при 120°С в течение 20 мин, фторирование проводили смесью фтора высокой чистоты и сухого азота в соотношении 1:5, реактор нагревали до температуры 120°С и в ходе реакции поддерживали температуру на уровне 120±5°С.

Ячейку ХИТ готовили по примеру 1. При разряде током 30 мкА элемент показал емкость 1200 Вт·ч/кг.

Пример 4

Измельченную древесину общей формулы С9Н14О5 обрабатывали в соответствии с примером 1, при этом сушку проводили при 120°С в течение 15 мин, фторирование проводили смесью фтора высокой чистоты и сухого азота в соотношении 1:3, реактор нагревали до температуры 120°С и в ходе реакции поддерживали температуру на уровне 120±5°С.

Ячейку ХИТ готовили по примеру 1. При разряде током 30 мкА элемент показал емкость 1200 Вт·ч/кг.

Способ получения катодного материала для химических источников тока, включающий обработку углеродсодержащего сырья древесного происхождения путем фторирования, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего древесного сырья используют непосредственно древесину, которую перед фторированием измельчают до размера частиц не более 2,0 мм и сушат в потоке сухого азота при 120-130°C, затем реактор с подготовленной древесиной герметизируют, создают в нем давление не более 0,1 кг/см2, заполняют до атмосферного давления смесью газообразного фтора с азотом, взятых в объемном соотношении 1:(3-5), и проводят фторирование древесины при температуре 80-120°C и непрерывном перемешивании до полного завершения реакции, окончание которой контролируют по снижению температуры реактора на 10-15°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в электротехнике и энергетике при изготовлении электродов, литиевых батарей и суперконденсаторов для систем аккумулирования энергии.

Изобретение предназначено для химической промышленности и медицины и может быть использовано при изготовлении фильтрующих элементов, адсорбентов, носителей катализаторов, материалов для восстановления костной ткани.

Изобретение относится к химической и фармацевтической отраслям промышленности и касается химической функционализации фуллерена C60, в частности метода синтеза органических производных [60] фуллерена, в том числе растворимых в воде и физиологических средах.

Устройство для получения гранул углекислоты содержит распылитель жидкой углекислоты, цепь, образованную шарнирно соединенными между собой с зазором пластинами, опорные приводные колеса, валки, которые установлены между собой с зазором для прессования снега, транспортируемого цепью, перегородку, выполненную с возможностью подъема и опускания для регулировки толщины снега при формировании гранул, опорно-выгружное колесо, поддон.

Изобретение относится к способу синтеза фуллерида металлического нанокластера и к материалу, включающему фуллерид металлического нанокластера. Способ синтеза фуллерида металлического нанокластера включает механическое сплавление металлических нанокластеров с размером частиц между 5 нм и 60 нм с кластерами фуллеренового типа путем измельчения в планетарной мельнице, при котором молекулы фуллерена в фуллериде металлического нанокластера сохраняются.

Изобретение относится к области нанотехнологии и наноэлектроники. Способ формирования наноразмерной пленки карбида вольфрама включает нанесение на полупроводниковую или диэлектрическую подложку в процессе импульсно-плазменного осаждения на двуканальной установке импульсного осаждения электроэрозионной дуговой плазмы двухслойной структуры покрытия суммарной толщиной 5 нм, состоящей из пленки вольфрама и пленки углерода, и карботермический синтез в вакууме при давлении не выше 5·10-4 Па и температуре не более 450°C не более 10 мин со скоростью нагрева и охлаждения не менее 25 град/мин при соотношении толщин пленок вольфрама и углерода 5:1 и 3,5:1.

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к материалу и способу получения сферических конгломератов, содержащих наноразмерные частицы (НРЧ) металла, в частности меди, в оболочке из другого вещества или органического полимера.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии и биофармации, и описывает способ количественного определения углеродных наноструктур, в частности наноалмазов и нанотрубок, в биологических образцах и их распределение в организме ex vivo, основанное на использовании метода масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Изобретение относится к технологии нанесения пленок и касается конструкций, включающих молекулярные структуры с высоким аспектным соотношением (ВАСМ-структуры), и способа их изготовления.
Изобретение может быть использовано для изготовления деталей теплозащиты и изделий медицинского назначения. Сначала изготавливают пористую армирующую основу из углеродных волокон на поверхности углеродного нагревателя методами выкладки или намотки углеродных нитей, жгутов, лент, тканей или войлока. Нагреватель выполнен из углеродной пластины с соотношением длина:ширина не менее 1 и расположен внутри армирующей основы. Затем формируют пироуглеродную матрицу в среде газообразных углеводородов при температуре выше температуры их разложения в условиях градиента температуры, созданного нагревателем. Изобретение позволяет упростить изготовление плоских пластин из углерод-углеродного композиционного материала и обеспечить их оптимальное армирование, а следовательно, и механическую прочность. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано в водородной энергетике и сталелитейной промышленности. В реакционное пространство помещают обогащенный углеродом гранулят с размером частиц от 0,1-100 мм, содержащий по меньшей мере 80 мас. % углерода, вводят углеводороды и подвергают их термической деструкции на углерод и водород. Тепловую энергию, необходимую для деструкции углеводородов, производят вне реакционного пространства, а затем в него вводят нагретый газообразный теплоноситель - водород или азот. В качестве обогащенного углеродом гранулята используют коксовую мелочь, низкокачественный кокс коксохимического производства на основе бурого или каменного угля и/или кокс, полученный из биомассы, и пропускают его через реакционное пространство непрерывно в виде подвижного или кипящего слоя. Часть удаленного из реакционного пространства углеродсодержащего гранулята возвращают в реакционное пространство. Изобретение позволяет получить одновременно углерод и водород высокой степени чистоты в промышленных масштабах. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству полуактивного технического углерода из жидкого углеводородного сырья. Способ получения включает предварительный нагрев жидкого углеводородного сырья и технологического воздуха, смешивание последнего с природным газом и горение полученной смеси с образованием потоков продуктов горения, аксиальную подачу в них потока распыленного жидкого углеводородного сырья, содержащего водяной пар, сужение образовавшегося потока распыленного углеводородного сырья и продуктов горения, его термоокислительное разложение. Перед подачей в потоки продуктов горения углеводородное сырье распыляют водяным паром. Изобретение позволяет повысить качество получаемого полуактивного технического углерода и снизить энергоемкость процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к устройству для получения новых углеродосодержащих нанокомпозитных материалов на основе полимерных матриц и наноразмерных наполнителей. Устройство содержит реакционную камеру, смеситель компонентов, бункеры с исходными компонентами, емкость с дистиллированной водой, аппарат для лиофильной сушки материала, источник инертного газа, камеру для дополнительной обработки композита, емкость для диспергирования композита, контейнер приема нанокомпозита, сообщенный с щелевой фильерой для нанесения нанокомпозита на подложку, и сушильную камеру с вытяжным насосом для термообработки получаемого нанокомпозиционного материала. При этом бункеры соединены со смесителем, оснащенным излучателем ультразвуковых волн для обработки исходных компонентов, подаваемых с помощью насоса в реакционную камеру. Реакционная камера оснащена тепловой рубашкой и имеет дополнительное перфорированное днище, под которым полость соединена со сливным патрубком, имеющим дозатор, и сообщена с источником инертного газа. Сливной патрубок сообщен с емкостью, заполненной дистиллированной водой, полость которой соединена с аппаратом для лиофильной сушки материала, который, в свою очередь, сообщен с камерой для дополнительной обработки материала. Камера дополнительной обработки материала оснащена встроенным излучателем ультразвуковых волн, соединенным с источником инертного газа, а полость камеры соединена с емкостью диспергирования нанокомпозита и у дна имеет микроячеистую многослойную сетку. Емкость диспергирования композита оснащена импеллером для активного перемешивания композита. Изобретение обеспечивает эффективное контролируемое получение нанокомпозитного материала с высокими физико-механическими характеристиками. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления содержащей наночастицы маточной смеси в каучуках высокой вязкости с помощью триовальцов. Порошкообразные наночастицы смешивают по меньшей мере с одним полимерным латексом, нагревают до температур от 100°С до 200°С, а после удаления воды диспергируют на триовальцах. В качестве наночастиц используют одностенные, многостенные, двустенные углеродные нанотрубки. Маточную смесь, содержащую углеродные нанотрубки, по среднему валику перемещают в зазор между средним и съемными валиками, там диспергируют. Снимают со съемного валика. Ширина зазора составляет от 5 до 120 мкм. Ширина зазора при каждом прохождении через зазор уменьшается ≥ чем в 1,5 раза. Изобретение обеспечивает отсутствие пыли углеродных нанотрубок и получение конечного продукта без потери качества. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к технологии переработки газового сырья, в частности к способу получения синтез-газа, который может быть в дальнейшем использован для процессов синтеза метанола. Способ получения синтез-газа в ходе гидрогенизационной конверсии CO2 включает контактирование исходного газового сырья, содержащего смесь Н2 и CO2, с катализатором при температуре 500-700°C, атмосферном давлении и при подаче в реактор газового сырья при мольном соотношении H2:CO2 = 3,5-4:1 и объемной скорости подачи газового сырья 5000-10000 ч-1, при этом металлсодержащий катализатор нагревают до температуры 500-700°C с помощью СВЧ-излучения низкой мощности до 45 Вт. При этом катализатор представляет собой металл, нанесенный на носитель, причем в качестве металла катализатор содержит молибден или индий, а в качестве носителя катализатор содержит активно поглощающий СВЧ-излучение материал, либо не поглощающий СВЧ-излучение материал, смешанный с каталитически инертным материалом, греющимся за счет поглощения СВЧ-излучения. Изобретение обеспечивает повышение конверсии CO2, селективности образования СО, высокую производительность по СО и полное отсутствии метана в продуктах реакции, а также упрощение технологии процесса и снижение энергетических затрат. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.

Изобретение относится к применению нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов, к полученному в результате этого применения электроду и к литиевому элементу с таким электродом. Электрод для литиевого гальванического элемента содержит микронные частицы из не полностью фторированного углерода со структурой кристаллического графита, наибольший размер которых составляет от 1 до 10 мкм, причем указанные частицы содержат центральную часть из не фторированного углерода, на которую приходится от 0,8 до 30% общего объема частицы, и периферийную часть из фторированного углерода с формулой CFx, где x - атомное отношение F/C, 0,25<x<1,1, и спектр 19F ЯМР содержит единственный пик между -150 и -190 м.д./CFCl3 вне вращательной полосы, спектр электронного парамагнитного резонанса содержит 7 сигналов между 3200 и 3800 Гс в полосе X, при этом гальванический элемент обладает емкостью, превышающей 100% теоретической емкости микронной частицы. Изобретение обеспечивает улучшение параметров первичных литиевых элементов. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 21 ил., 5 пр.

Изобретение относится к химии и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении электродов и суперконденсаторов. В проточном реакторе устанавливают температуру обработки в диапазоне (500 – 900) °С, включая указанные значения, обеспечивающую разложение прекурсора углерода и осаждение углерода на равномерно распределённый в прекурсоре темплат, предварительно температурно подготовленный при пропускании потока инертного газа. Затем пропускают поток газообразной смеси из газа-разбавителя и прекурсора углерода, осаждая углерод на темплат и формируя слой графена, толщину которого, составляющую 1-2 монослоев или более, выбирают исходя из условия участия всего объема графена в формировании двойного электрического слоя при взаимодействии с электролитом. В качестве неорганического темплата используют порошок наноразмерных частиц оксида металла второй группы с поперечным размером 100 нм и менее. Можно использовать готовый темплат или получить его из прекурсора при предварительном прогревании и при пропускании потока инертного газа перед установлением вышеуказанной температуры в реакторе. В качестве прекурсора углерода используют углеводород ряда алканов, или алкенов, или алкадиенов. Осаждение углерода и формирование графена проводят в течение 2 - 60 мин, включая указанные значения, после чего прекращают подачу газообразной смеси и охлаждают реактор до комнатной температуры при пропускании инертного газа. В качестве инертного газа на всех стадиях используют аргон или азот. Выбор толщины графена сочетают с выбором удельной поверхности темплата в диапазоне (500 – 1000) м2/г, включая указанные значения. Изобретение обеспечивает повышение количества запасенной энергии на единицу веса, скорости разрядки/зарядки, пролонгирование стабильности при осуществлении циклов зарядки/разрядки. 21 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Изобретение касается области модифицированных углеродных изделий. Предложено ферромагнитное углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь и металлические частицы ферромагнитного металла, выбранного из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и/или их сплавов и их комбинаций. Размер ферромагнитного тела составляет от 100 нм до 20 мм, вычисленная БЭТ-методом площадь его поверхности составляет от 300 до 1000 м2/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 0,6 мл/г, средний диаметр пор составляет от 3 до 8 нм. Ферромагнитное углеродное тело содержит 10-70% по весу графитизированного углерода. Предложен также способ получения и использования ферромагнитного тела. Изобретение обеспечивает получение частично графитизированного тела с усовершенствованными характеристиками, в котором количество и расположение графитизированного углерода может быть управляемым. 8 н. и 8 з.п. ф-лы, 17 ил., 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к нанотехнологиям и может быть использовано для получения наноуглерода. Способ включает подачу в реакционную камеру, выполненную в виде ствола, периодически закрываемого с одного и открытого с другого конца, со стороны закрываемого конца через систему быстродействующих клапанов и смеситель в проточном режиме чистого или с добавкой кислорода ацетилена, а затем легко детонирующей ацетилен-кислородной смеси, инициирование детонации у закрытого конца камеры и после прохождения детонационной волны образование наноуглерода в результате детонационного разложения ацетилена, при этом в конце цикла получения наноуглерода производят продувку ствола газообразным углеводородом с общей формулой CnH2n+2 или CnH2n, реализуют частотное повторение циклов в автоматическом режиме, а полученный наноуглерод собирают в коллекторе. Изобретение обеспечивает получение наноуглерода необходимой степени чистоты высокопроизводительным способом с повышенными эффективностью использования исходного сырья и взрывобезопасностью. 2 ил.,1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано в промышленном синтезе катодных материалов для литиевых химических источников тока высокой энергоемкости. Древесину измельчают до размера частиц менее 2 мм и сушат в потоке сухого азота при 120-130°С. Затем реактор с измельченной и высушенной древесиной вакуумируют до давления не более 0,1 кгсм2, заполняют смесью фтора и азота в объемном соотношении 1: до атмосферного давления и фторируют древесину при температуре 80-120°С и постоянном перемешивании. Окончание реакции контролируют по понижению температуры реактора на 5-10°С. Повышается безопасность способа получения катодного материала для химических источников тока, исключается необходимость очистки получаемого материала от токсичных реагентов, упрощается аппаратурное оформление процесса. Полученный катодный материал имеет повышенную энергоемкость и электропроводность, снижается его себестоимость. 4 пр.

Наверх