Плазменная конверсия углеводородов в углеродные наноструктуры

1. Осуществлено проектирование, изготовление, запуск и тестирование плазменной дуговой экспериментальной установки;
2. Проведено исследование скорости конверсии метана в дуговом разряде;
Проведено исследование роли катализаторов на синтез углеродных наноструктур

1. Проведен анализ морфологии синтезированных углеродных структур;
2. Проведены патентные исследования по теме «Плазменная конверсия углеводородов в углеродные наноструктуры»;
3. Подготовлен доклад и статья по теме «Конверсия метана в углеродные нанотрубы и водород».

АННОТАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ
о выполнении работ по этапу № 3
государственного контракта
от «31» июля 2007 г. № 02.513.11.3328

Наименование темы:
«Плазменная конверсия углеводородов в углеродные наноструктуры».

Настоящие проблемно-ориентированные поисковые исследования направлены на создание научно-технического задела для разработки технологии конверсии газофазных углеводородов в углеродные наноструктуры (нанотрубы, нановолокна, алмазоподобные пленки и т.п.) и водород. Целью третьего этапа работы является запуск и тестирование экспериментальной установки для синтеза углеродных наноструктур в тлеющем разряде в среде с добавками углеводородного газа;
Результаты, полученные на третьем этапе работы:
- Осуществлен запуск установки для исследования плазмохимических реакций в условиях стратификации тлеющего разряда;
- Проведено масс-спектроскопическое исследование продуктов плазмохимических реакций в тлеющем разряде;
- Определены режимы работы плазмохимического реактора для синтеза углеродных наноструктур.
Выполненные работы полностью соответствуют техническому заданию и календарному плану Государственного Контракта.

Руководитель работ
В.н.с., д.ф.-м.н. А.Е.Беликов

1. Наименование разрабатываемой научной (научно-технической, инновационной) продукции
Создание научных основ для разработки технологии конверсии газофазных углеводородов в углеродные наноструктуры и водород.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Создана экспериментальная установка для каталитической конверсии ацетилена в углеродные нанотрубы в плазме тлеющего разряда. Проведен анализ углеродных наноструктур, осажденных в различных местах экспериментального реактора в соответствии с требованиями технического задания.
2.2. Новизной экспериментального решения является создание тлеющего разряда в цилиндрической геометрии
2.3. Особенности настоящего исследования состоит в том, что анализировался синтезированный материал в различных областях экспериментальной установки: аноде, катоде и выпускном фильтре.
2.4. Подана и зарегистрирована заявка на патент.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Полученные результаты могут быть использованы при разработке экологически чистой, коммерчески выгодной технологии утилизации попутного нефтяного газа. Потребителями этой продукции являются разработчики и пользователи нефтяных скважин.
3.2. В работе продемонстрирована принципиальная возможность конверсии попутного нефтяного газа в углеродные наноструктуры и водород в плазме дугового разряда. Следующий этап работы (ОКР) потребует проведения дополнительной работы для решения целого комплекса инженерно-технических проблем.
3.3. Полагаем, что полученные в результате выполнения проекта результаты найдут заинтересованных инвесторов для продвижения результатов к созданию рыночного продукта.
4. Выводы
4.1. Запущена экспериментальная установка низкого давления для синтеза углеродных наноструктур в плазме тлеющего разряда при каталитическом разложении ацетилена.
4.2. Обнаружен дрейф синтезированных в плазме тлеющего разряда углеродных нанотрубок в сторону положительного электрода, что может быть использовано для их селекции на стадии синтеза.