Фуллерены. Синтез, методы получения

Фуллерены.
Синтез, методы получения.

Сысун Валерий Иванович

1. Общие свойства

2. Кластерная структура углеродного газа. Пути образования фуллеренов

3. Экспериментальные методы получения фуллеренов

3.1. Лазерные испарения графита[15],[16] [1]

3.2.Термическое испарение графита [17],[18],[1]

3.3. Дуговой контактный разряд.[19],[1]

3.4. Совершенствование дугового метода

3.5. Сжигание и пиролиз углеродосодержащих соединений

3.6. Выводы

4. Заключение. Задачи исследования

Литература

Исследование, описанное в данной публикации,
стало возможным благодаря гранту № PZ-013-02
Американского фонда гражданских исследований и развития независимых государств пост-советского пространства (АФГИР)

Петрозаводск

2002

1. Общие свойства

Фуллерены - сферические полые кластеры углерода с числом атомов n=30-120. Известны получаемые в достаточно больших количествах С₆₀ ,C₇₀ ,C₇₆ и другие. Наиболее устойчивую форму имеет С₆₀ , сферическая полая структура которого состоит из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников. По данным рентгеноструктур-ного анализа средний диаметр сферы –0,714 нм [1]. Внутренняя связь в фуллерене между атомами больше чем внешняя, поэтому фуллерены образуют твердое тело при конденсации с сохранением своей внутренней структуры (фуллерит) с плотностью 1,65 гр/см³ .

Потенциал ионизации фуллерена –7,6 эв, сродство к электрону- 2,6-2,8 эв. Энергия диссоциации с отрывом С₂ и образованием С₅₈ -4,6 эв [2].

Таблица 1.Термодинамические свойства С₆₀ в состоянии идеального газа при P=101325 Па, 1кДж/моль=1,03*10^-2 эв/молекулу.

T,К	Энтропия S0 Дж/К*моль	Теплоёмкость С0 p Дж/К*моль	Энтальпия отн. графита sf H0 КДж/моль	(H- H0 )/T Дж/К*моль
300	547	502.6	2530	197.8
400	720.4	706.3	2529.4	300.3
500	896.4	870.2	2528.9	398.6
600	1066.7	996.1	2527.8	488.1
700	1227.8	1091.3	2526.1	567.8
800	1378.4	1163.3	2523.7	638.0
900	1518.7	1218.3	2520.8	699.5
1000	1649.4	1260.9	2517.5	753.6
1200	1885.0	1320.9	2509.4	843.6
1400	2091.7	1359.8	2499.4	914.7
1750	2400	1400.9	2477.1	1008.3
2000	2588.4	1418.9	2456.7	1058.5
2500	2907.6	1441.5	2406.5	1133.1
3000	3171.8	1456.2	2350.4	1185.8

Энтальпия сублимации С₆₀ : s_sub H⁰ _298.15 =183.7кДж/моль, поэтому энтальпия образования из графита в твердую фазу меньше s_f H⁰ =2346 КДж/моль при T=298.15.Давление насыщенного пара С₆₀ : lnP (кПа)=19,07-21078/ T при T=730-990К. (При T=800К p=0.2 Па,при Т=1000К p=100 Па, при Т=1100К р=1000Па.)

Фуллерен С₇₀ сохраняется в твердом состоянии до больших температур s_sub H⁰ _298.15 =200.3 кДж/моль. Энтальпия образования в газовой среде s_f H⁰ =2755 кДж/моль, давление насыщеных паров С₇₀ : lnP (кПа)=19,3-22835/ T (при Т=1100К р=200 Па).

Таким образом, собирающая фуллерены поверхность должна иметь Т<800 К для С₆₀ и Т<900 К для С₇₀ . Наоборот для недопущения конденсации необходимы температуры поверхности Т>1100 К для С₆₀

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать