chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).chemicallytech-601Research ArticleTO THE 150TH ANNIVERSARY OF THE BIRTH OF V. I. VERNADSKYMechanism of pyrocarbon formation on the soot surfaceМеханизм образования пироуглерода на поверхности технического углеродаФилимоновА. С.FilimonovA. S.

кафедра Технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова, аспирант

filimonov999@mail.ruПешневБ. В.PeshnevB. V.

кафедра Технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова, профессор

noemail@neicon.ruАсилова*Н. Ю.AsilovaN. Yu.

кафедра Органической химии,  доцент

noemail@neicon.ruМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86РоссияM.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571Russian Federation20132806201383112116Copyright © Filimonov A.S., Peshnev B.V., Asilova N.Y., 20132013Филимонов А.С., Пешнев Б.В., Асилова *.Ю.Filimonov A.S., Peshnev B.V., Asilova N.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/601

In the article a mechanism of pyrocarbon formation on the soot surface by the decomposition of hydrocarbon gases is suggested. The mechanism involves the formation of decomposition products in the gas phase and their adsorption on the active centers of the soot. The defects of a crystal lattice formed on the contact borders of crystallites can be these active centers. Three models of pyrocarbon formation on the surface of a single soot particle and on the surface of soot structures are considered in detail. The results of mathematical calculations and experimental data are also given in the article. We explained the reason of polyextreme dependence of specific surface changing of technical carbon during the pyrocarbon formation process. Substrate influence on the pyrocarbon deposition regularities on the carbon material surface is also established. These regularities must be taken into account at the production of carbon materials if the stage of pyrocarbon formation is available.

Высказана гипотеза механизма образования пироуглерода на поверхности сажи при разложении низших углеводородов в газовой фазе. Механизм предполагает возникновение в газовой фазе продуктов уплотнения, их адсорбцию на активных центрах поверхности сажи, которыми являются дефекты кристаллической решётки, возникающие на границах контактов кристаллитов, и последующую карбонизацию. Гипотеза основывается на результатах математического моде-лирования и экспериментальных данных.

сажатехнический углеродпироуглеродпироуплотнениесажевая частицаsoottechnical carbonpyrocarbonhydrocarbon gasspecific surfaceReferencesПечуро Н.С., Песин О.Ю., Эстрин Р.И., Ройтер Л.А. Метод комплексного анализа саж (метод “КомпАС”) // Промышленность синтетического каучука, шин и резиновых технических изделий. 1987. №2. С.16-19.Печуро Н.С., Песин О.Ю., Эстрин Р.И., Ройтер Л.А. Метод комплексного анализа саж (метод “КомпАС”) // Промышленность синтетического каучука, шин и резиновых технических изделий. 1987. №2. С.16-19.Костиков В.И. Углерод-углеродные композиционные материалы // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 34. №5. с. 492-501.Костиков В.И. Углерод-углеродные композиционные материалы // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 34. №5. с. 492-501.Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: изд. Ин-та катализа СО РАН, 1995.308с.Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: изд. Ин-та катализа СО РАН, 1995.308с.Песин О.Ю., Эстрин Р.И. Метод комплексного анализа саж (КомпАС) и перспективы его использования // Химия твердого топлива. 1997. № 3. С.14–28.Песин О.Ю., Эстрин Р.И. Метод комплексного анализа саж (КомпАС) и перспективы его использования // Химия твердого топлива. 1997. № 3. С.14–28.Плаксин Г.В. Разработка и исследование новых типов углеродных носителей катализаторов: дис. … канд. хим.наук. Новосибирск, 1991. 339 с.Плаксин Г.В. Разработка и исследование новых типов углеродных носителей катализаторов: дис. … канд. хим.наук. Новосибирск, 1991. 339 с.Эстрин Р.И. Разработка метода комплексного анализа саж (технического углерода): дис. … канд. тех. наук. М., 1988. 173 с.Эстрин Р.И. Разработка метода комплексного анализа саж (технического углерода): дис. … канд. тех. наук. М., 1988. 173 с.Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия, 1965. 328 с.Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия, 1965. 328 с.Grisdale R. O. The formation of black carbon // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1082–1091.Grisdale R. O. The formation of black carbon // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1082–1091.Grisdale R. O. The formation of carbon black // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1288–1296.Grisdale R. O. The formation of carbon black // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1288–1296.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.Теснер П.А., Городецкий А.Е., Бородина Л.М., Денисевич Е.В., Ляхов А.Г. Двухстадийная модель образования пироуглерода и ее экспериментальная проверка // ДАН СССР. 1977. Т. 235. № 2. С. 410–413.Теснер П.А., Городецкий А.Е., Бородина Л.М., Денисевич Е.В., Ляхов А.Г. Двухстадийная модель образования пироуглерода и ее экспериментальная проверка // ДАН СССР. 1977. Т. 235. № 2. С. 410–413.Федосеев Д.В., Внуков С.Н. Гетерогенное разложение метана на поверхности сажи при низких давлениях // Химия твердого топлива. 1973. Т. 209. № 5. С. 1162–1165.Федосеев Д.В., Внуков С.Н. Гетерогенное разложение метана на поверхности сажи при низких давлениях // Химия твердого топлива. 1973. Т. 209. № 5. С. 1162–1165.Орлов В.Ю., Комаров А.М., Ляпина Л.А. Производство и использование технического углерода для резин. Ярославль: Издательство Александр Рутман, 2002. 512 с.Орлов В.Ю., Комаров А.М., Ляпина Л.А. Производство и использование технического углерода для резин. Ярославль: Издательство Александр Рутман, 2002. 512 с.Sablet P.E., Auriol A.G. Properties structurales des carbones pyrolytiques deposes cutre 1100 et 1800oC // Carbon. 1964. V. 2. № 2. P.139–143.Sablet P.E., Auriol A.G. Properties structurales des carbones pyrolytiques deposes cutre 1100 et 1800oC // Carbon. 1964. V. 2. № 2. P.139–143.Syskov K.I., Jelikhovskaya E.I. On the formation and composition of pyrolytic carbon // Carbon. 1967. V 5. № 3. P.201–203.Syskov K.I., Jelikhovskaya E.I. On the formation and composition of pyrolytic carbon // Carbon. 1967. V 5. № 3. P.201–203.Желиховская Э.И. Оптические исследования структуры пироуглерода // Химия твердого топлива. 1970. № 5. С. 93–97.Желиховская Э.И. Оптические исследования структуры пироуглерода // Химия твердого топлива. 1970. № 5. С. 93–97.Пешнев Б.В., Николаев А.И., Кузьмичева Г.М., Асилова Н.Ю., Подлесная М.В. Формирование углеродных нановолокон диспропорционированием СО // Химия твердого топлива. 2007. № 4. С. 66–70.Пешнев Б.В., Николаев А.И., Кузьмичева Г.М., Асилова Н.Ю., Подлесная М.В. Формирование углеродных нановолокон диспропорционированием СО // Химия твердого топлива. 2007. № 4. С. 66–70.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.