Mechanism of pyrocarbon formation on the soot surface

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.

soot, technical carbon, pyrocarbon, hydrocarbon gas, specific surface

1. 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.

2. Костиков В.И. Углерод-углеродные композиционные материалы // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 34. №5. с. 492-501.

3. Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: изд. Ин-та катализа СО РАН, 1995.308с.

4. Песин О.Ю., Эстрин Р.И. Метод комплексного анализа саж (КомпАС) и перспективы его использования // Химия твердого топлива. 1997. № 3. С.14–28.

5. Плаксин Г.В. Разработка и исследование новых типов углеродных носителей катализаторов: дис. … канд. хим.наук. Новосибирск, 1991. 339 с.

6. Эстрин Р.И. Разработка метода комплексного анализа саж (технического углерода): дис. … канд. тех. наук. М., 1988. 173 с.

7. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия, 1965. 328 с.

8. Grisdale R. O. The formation of black carbon // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1082–1091.

9. Grisdale R. O. The formation of carbon black // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1288–1296.

10. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.

11. 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.

12. 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.

13. Орлов В.Ю., Комаров А.М., Ляпина Л.А. Производство и использование технического углерода для резин. Ярославль: Издательство Александр Рутман, 2002. 512 с.

14. Sablet P.E., Auriol A.G. Properties structurales des carbones pyrolytiques deposes cutre 1100 et 1800oC // Carbon. 1964. V. 2. № 2. P.139–143.

15. Syskov K.I., Jelikhovskaya E.I. On the formation and composition of pyrolytic carbon // Carbon. 1967. V 5. № 3. P.201–203.

16. Желиховская Э.И. Оптические исследования структуры пироуглерода // Химия твердого топлива. 1970. № 5. С. 93–97.

17. 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.