Synthesis of Fullerenes C60 and C70

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The synthesis of fullerenes C60 and C70 in an electric arc in the atmospheres of various gases: argon, helium, krypton and hydrogen at pressures in the range of 0.01–0.1 MPa was investigated in this work. A stronger influence of gas-dynamic forces compared to the pinch effect on the possibility of obtaining a cathode deposit and a fullerene-containing soot with a falling volt-ampere characteristic was shown. The parameters of the electric arc, the structure of the cathode deposit and the possibility of its production in various gases were determined. Spectral analysis of gas samples after experiments using hydrogen did not reveal the presence of hydrocarbons in the working atmosphere of the reactor. Selective deposition on a metal substrate under the action of a high-voltage electric field made it possible to separate a finely dispersed mixture of fullerenes C60 and C70 contained in the arc discharge plasma. It was found that the fractional composition of the C60/C70 fullerene mixture changes depending on the value of the substrate potential.

About the authors

D. N Borisenko

Osipyan Institute of Solid State Physics RAS

Email: bdn@issp.ac.ru
Chernogolovka, 142432 Russia

References

  1. Марков В.Ф., Мухамедзянов Х.Н., Маскаева Л.Н. Материалы современной электроники: Уч. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 272 с.
  2. Коваленко В.И., Хаматгалимов А.Р. Строение и стабильность высших фуллеренов. М.: ФИЦ “Казанский научный центр РАН”, 2019. 212 с.
  3. Лихоманова С.В., Каманина Н.В. // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. Вып. 9. С. 59.
  4. Белоусова И.М., Данилов О.Б., Сидоров А.И. // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 4. С. 71–85.
  5. Туктаров А.Р., Хузин А.А., Джемилев У.М. // Нефтехимия. 2020. Т. 60. № 1. С. 125–147. https://www.doi.org/10.31857/S0028242120010141
  6. Нуриахметова З.Ф., Торосян С.А., Гималова Ф.А., Мифтахов М.С. // Известия уфимского научного центра РАН. 2019. № 4. С. 68. https://www.doi.org/10.31040/2222-8349-2019-0-4-68-73
  7. Козлов В.С., Суясова М.В., Лебедев В.Т. // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. Вып. 2. С. 137.
  8. Аханова Н.Е., Габдуллин М.Т., Щур Д.В. // Вестник казахстанско-британского технического университета. 2020. № 3 (54). С. 119.
  9. Удовицкий В.Г., Кропотов А.Ю., Фареник В.И. // Физическая инженерия поверхности. 2012. Т. 10. № 4. С. 434.
  10. Howard J.B., McKinnon J.T., Makarovsky Y., Lafleur A.L., Johnson M.E. // Nature. 1991. V. 352. № 6331. С. 139. https://www.doi.org/10.1038/352139a0
  11. Патент (РФ) № 2456233. Способ получения фуллерена C60 / ФГБУ ПИЯФ РАН. Грушко Ю.С., Седов В.П., Колесник С.Г. // 2012. Бюл. № 20.
  12. Патент (РФ) № 2327655. Способ получения фуллерена C60 / ООО “Научно-производственная компания ”НеоТскПродакт”. Богатрен Н.Н., Ойченко В.М., Олейник С.В. // 2008. Бюл. № 18.
  13. Colbert D.T., Zhang J., McClure S.M., Nikolaev P., Chen Z., Hafner J.H., Owens D.W., Kotula P.G., Carter C.B., Weaver J.H., Rinzler A.G., Smalley R.E. // Science. 1994. V. 266. Iss. 5188. P. 1218. https://www.doi.org/10.1126/science.266.5188.1218
  14. Puretzky A.A., Geohegan D.B., Fan X., Pennycook S.J. // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. Iss. 2. P. 182. https://www.doi.org/10.1063/1.125696
  15. Ge M., Sattler K. // Science. 1993. V. 260. № 5107. P. 515.
  16. Iijima S. // Nature. 1991. V. 354. P. 56. https://www.doi.org/http://dx.doi.org/10.1038/354056a0
  17. Bethune D.S., Kiang C.H., de Vries M.S., Gorman G., Savoy R., Vazquez J., Beyers R. // Nature. 1993. V. 363. P. 605. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1038/363605a0
  18. Lin X., Wang X.K., Dravid V.P., Chang R.P.H., Ketterson J.B. // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64. P. 181. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1063/1.111525.
  19. Kiang C.-H., Goddard W.A.III, Beyers R., Salem J.R., Bethune D.S. // J. Phys. Chem. 1994. V. 98. Iss. 26. P. 6612. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1021%2Fj100077a030
  20. Maser W.K., Bernier P., Lambert J.M., Stephan O., Ajayan P.M., Colliex C., Brotons V., Planeix J.M., Coq B., Molinié P., Lefrant S. // Synthetic Metals. 1996. V. 81. Iss. 2–3. P. 243. https://www.doi.org/10.1016/S0379-6779(96)03763-0
  21. Елецкий А.В. // Успехи физических наук. 1997. Т. 167. № 9. С. 945. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0167.199709b.0945
  22. Iijima, S., Ichihashi, T. // Nature. 1993. V. 363. P. 603. https://www.doi.org/http://dx.doi.org/10.1038/363603a0
  23. Ishigami M., Cumings J., Zettl A., Chen S. // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 319. P. 457. https://www.doi.org/10.1016/S0009-2614(00)00151-2
  24. Krätschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos K. & Huffman D.R. // Nature. 1990. V. 347. P. 354. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1038/347354a0
  25. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. // Успехи физических наук. 1995. Т. 165. № 9. С. 977. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0165.199509a.0977
  26. Афанасьев Д., Блинов И., Богданов А., Дюжев Г., Каратаев В., Кругликов А. // ЖТФ. 1994. Т. 64. № 10. С. 76.
  27. Чурилов Г.Н. // Приборы и техника эксперимента. 2000. № 1. С. 5.
  28. Касумов М.М., Покропивный В.В. // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 7. С. 136.
  29. Borisenko D.N., Kolesnikov N.N., Kulakov M.P., Kveder V.V. // Int. J. Nanosci. 2004. V. 3. № 3. P. 355.
  30. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1973, 360 с.
  31. Свойский В.З. // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. Вып. 1. С. 79.
  32. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. / Ред. Сена Л.А., Гопанта В.Е. М.: Наука, 1971. 543 с.
  33. Чернетский А.В. Введение в физику плазмы. М.: Атомиздат, 1969. 304 с.
  34. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма / Пер. с нем. Левина В.Б. и др. Ред. Фабрикант В.А. М.: Изд-во иност. лит., 1961. 370 с.
  35. Борисенко Д.Н., Бородин В.А., Жданов А.В., Николаева Л.П. // Поверхность: Рентгеновские, синусострочные и нейтронные исследования. 2002. № 11. С. 75.
  36. Борисенко Д.Н., Бородин В.А., Бородин А.В., Жданов А.В., Юдин М.В., Францев Д.Н. // Изв. РАН. Сер. физ. 2004. Т. 68. № 6. С. 820.
  37. Патент (РФ) № 2220905. Устройство для получения углеродных нанотрубок методом дугового разряда. / ИФТТ РАН. Борисенко Д.Н., Кведер В.В., Колесников Н.Н., Кулаков М.П. // 2004. Бюл. № 1.
  38. Никонова Р.М., Ладьянов В.И., Рехвиашвили С.Ш., Псху А.В. // ТВТ. 2021. Т. 59. Вып. 2. С. 183. https://www.doi.org/10.31857/S0040364421020101
  39. Тузовский А.Ф. Объектно-ориентированное программирование. Учебное пособие. М.: Изд-во Юрайт, 2024. 213 с.
  40. Лотт С., Филлипс Д. Объектно-ориентированный Python. 4–e изд. СПб.: Питер, 2024. 704 с.
  41. Янков В.В. // ЖТФ. 1961. Т. 31. № 11. С. 1324.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).