Объектом исследования является углеводородное пламя.

Цель проекта – экспериментальное и теоретическое исследование образования ароматических и сажевых прекурсоров при совместно-раздельном горении углеводородов различного типа для управления процессами образования ароматических молекул, сажи, фуллеренов и графена.

ЭПР-спектроскопия и спектральный анализ, зондовый отбор проб.

- спроектирована и создана коаксиальная горелка с оптимальными параметрами и экспериментальная установка позволяющая создавать пламена от сильно богатых топливом до стехиометрического соотношения; - изучен состав промежуточных частиц по высоте в совмещенной реакционной зоне коаксиальных пламен этанола: с пропаном, бензолом и ацетиленом. Определено, что в пламени этанола образуются в больших концентрациях радикалы ОН и важным результатом является установление факта уменьшения радикалов ОН при совместном коаксиальном горении этанола с пропаном, бензолом или ацетиленом; - создан систематизированный банк данных о составе промежуточных частиц в пламенах ацетилена, этанола, пропана и бензола. Научной новизной проекта является разработка нового метода управления процессами образования продуктов горения в пламенах путем ввода в зону их формирования дополнительных активных промежуточных соединений методом организации коаксиального горения.

Создание нового метода управления процессами образования продуктов горения в пламенах, приведет к прорывным результатам в развитии науки о горении и технологий переработки углеводородных топлив в целевой продукт.

В научно-техническом плане, полученные в результате исследований фундаментальные сведения, внесут вклад при расшифровке механизмов образования широкого спектра углеродных материалов в процессах горения. Полученные результаты и математическая модель будут использоваться при создании технологических процессов для производства целевых углеродных наноматериалов в пламени и для снижения вредных выбросов при сжигании углеводородов.

Объектом исследования является углеводородное пламя.

Цель проекта – экспериментальное и теоретическое исследование образования ароматических и сажевых прекурсоров при совместно-раздельном горении углеводородов различного типа для управления процессами образования ароматических молекул, сажи, фуллеренов и графена.

ЭПР-спектроскопия и спектральный анализ, зондовый отбор проб.

Проведены работы по модернизации установки для синтеза фуллеренов в коаксиальном пламени ацетилена и бензола способом облучения подаваемой бензол-кислородной смеси УФ-излучением. Оптимизированы условия образования фуллеренов в коаксиальном пламени бензола с ацетиленом. Оптимизированы условия синтеза 5-10 слойных графенов в коаксиальном пламени ацетилена с этанолом. Оптимизированы условия синтеза графенов, содержащих более 10 слоев в коаксиальном пламени пропана с этанолом. Оптимизированы условия синтеза одно и двухслойных графенов в коаксиальном пламени этанола с бензолом. Научной новизной является использование процесса комбинирования промежуточных продуктов окисления различных типов углеводородов для формирования ароматических молекул заданного размера и свойств, реакции которых приводят к формированию фуллеренов и графенов.

Создание нового метода управления процессами образования продуктов горения в пламенах, приведет к прорывным результатам в развитии науки о горении и технологий переработки углеводородных топлив в целевой продукт.

В научно-техническом плане, полученные в результате исследований фундаментальные сведения, внесут вклад при расшифровке механизмов образования широкого спектра углеродных материалов в процессах горения. Полученные результаты и математическая модель будут использоваться при создании технологических процессов для производства целевых углеродных наноматериалов в пламени и для снижения вредных выбросов при сжигании углеводородов.

Объектом исследования является коаксиальное пламя.

Цель проекта – экспериментальное и теоретическое исследования образования ароматических и сажевых прекурсоров при совместно-раздельном горении углеводородов различного типа для управления процессами образования ароматических молекул, сажи, фуллеренов и графена.

Для моделирования процессов в пламенах использовался программный пакет Chemical Workbench.

Проведен подробный анализ литературных данных существующих механизмов окисления исследованных топлив и результатов проведенных экспериментальных исследований по образованию промежуточных и конечных продуктов горения, фуллерена С60 и графенов в коаксиальных пламенах. Предложены кинетические механизмы окисления ацетилена, пропана, этанола и бензола, которые в дальнейшем использованы для моделирования экспериментальных данных. С использованием предложенных механизмов окисления и программного пакета Chemical Workbench разработаны модели описания химических процессов в реакционной зоне коаксиальных пламен в виде цепочки реакторов. Результаты тестирования показали, что разработанная модель корректно воспроизводит процесс расхода кислорода и бензола, а также процессы образования промежуточных и конечных продуктов горения и полиароматических углеводородов, которые являются прекурсорами образования фуллеренов и графенов в пламенах. Результаты моделирования подтвердили, что образующиеся в начале фронта пламени ароматические молекулы в объединенной зоне коаксиального пламени расходуются на образование зародышей фуллеренов с последующей внутримолекулярной перестройкой и сборкой фуллеренов С60. На основании проведенных исследований разработаны маршруты технологической схемы производства фуллеренов С60 и графена в коаксиальных пламенах.

Создание нового метода управления процессами образования продуктов горения в пламенах, приведет к прорывным результатам в развитии науки о горении и технологий переработки углеводородных топлив в целевой продукт.

В научно-техническом плане, полученные в результате исследований фундаментальные сведения, внесут вклад при расшифровке механизмов образования широкого спектра углеродных материалов в процессах горения. Полученные результаты и математическая модель будут использоваться при создании технологических процессов для производства целевых углеродных наноматериалов в пламени и для снижения вредных выбросов при сжигании углеводородов.