Ткачев Алексей Григорьевич. Разработка технологии и оборудования для промышленного производства наноструктурных углеродных материалов

Краткое описание

Ткачев Алексей Григорьевич. Разработка технологии и оборудования для промышленного производства наноструктурных углеродных материалов : диссертация ... доктора технических наук : 05.17.08 / Ткачев Алексей Григорьевич; [Место защиты: ГОУВПО "Тамбовский государственный технический университет"]. - Тамбов, 2008. - 534с. : 134 ил.

ТКАЧЕВ АЛЕКСЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
НАНОСТРУКТУРНЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (химическая промышленность)
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
доктора технических наук
Научный консультант:
Заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор Мищенко Сергей Владимирович
Тамбов - 2008
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
(УНМ) 14
1Л Строение фуллереноподобных наноструктур 14
1.2 Способы получения УНМ 26
1.3 Механизм синтеза углеродных наноструктур 37
1.4 Аппаратура для синтеза углеродных наноструктур ГФХО 42
1.5 Потенциальные и реальные области применения углеродных нанотру¬бок 58
1.6 Постановка задач исследований 71
Глава 2. КОМПЛЕКСНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА УНМ И ИХ СВОЙСТВА 75
2.1 Определение состава и методов получения катализаторов 75
2.1.1 Термический метод 75
2.1.2 Синтез катализатора в аппарате пульсирующего горения 83
2.1.3 Золь-гель метод 89
2.2 Методы повышения эффективности катализаторов 100
2.3 Исследование кинетических особенностей синтеза УНМ 108
2.3.1 Термический метод 108
2.3.2 Синтез катализатора в аппарате пульсирующего горения 113
2.4 Исследование процессов и аппаратов синтеза УНМ 117
2.4.1 Реакторы с неподвижным слоем катализатора 117
2.4.2 Реакторы с виброожиженным слоем катализатора 124
2.5 Исследование методов и режимов очистки УНМ от примесей 134
2.6 Исследование свойств и диагностика УНМ «Таунит» 141
з
2.6.1 Морфологический и структурный анализ 141
2.6.2 Эмиссионные свойства 150
2.6.3 Свойства фрактальных образований 153
2.6.4 Определение характеристик пористой структуры, дисперсности и
сорбционной емкости УНМ 155
Выводы по главе 2 164
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛО-ГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИНТЕЗА УНМ 166
3.1 Современные представления о механизмах образования и роста угле-родных нанотрубок 166
3.2 Модель роста УНТ при газофазном химическом осаждении на катали-заторе 168
3.3 Особенности механизмов процессов, протекающих в опытно-промышленном реакторе при синтезе УНТ 174
3.4 Тепловые модели основных зон опытно-промышленного реактора
синтеза углеродных нанотрубок 180
3.4.1 Задача нестационарной теплопроводности для конечного цилин-дра 182
3.4.2 Задача нестационарной теплопроводности для 3-слойного полого
неограниченного цилиндра 184
3.4.3 Задача нестационарной теплопроводности для 3-слойной неогра-ниченной пластины 187
3.4.4 Дифференциальное уравнение переноса тепла потоком, движу¬
щимся в режиме идеального вытеснения по каналу постоянного сечения 189
3.4.5 Задача нестационарной теплопроводности для полого неограни-ченного цилиндра 191
3.4.6 Задача нестационарной теплопроводности для плоской неограни-ченной пластины 193
■ 4
3.5 Методика и алгоритм теплового расчета реактора синтеза УНТ 195
Выводы по главе 3 202
Глава 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗ-ВОДСТВА УНТ 203
4.1 Исходные данные и методология проектирования реакторов синтеза
УНТ 203
4.2 Принцип действия и конструкции реакторов синтеза УНТ 213'
4.2.1 Реактор полунепрерывного принципа действия с неподвижным
слоем катализатора 213
4.2.2 Реактор периодического действия с виброожиженным слоем ката-лизатора 224'
4.2.3 Реактор синтеза углеродного наноматериала на базе аппарата
пульсирующего горения 230
4.3 Установка для гранулирования катализатора и УНТ 237
4.4 Модернизация аппарата вихревого слоя для механоактивации сыпу¬чих ингредиентов 244
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОРУДОВА-НИЯ ОГЪГГНО-ПРОМЬШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА УНМ 247
5.1 Технологическая схема производства УНМ «Таунит» 247
5.2 Опытно-промышленный реактор полунепрерывного действия 250
5.3 Аппаратурное оформление технологической схемы синтеза УНТ ..261
5.4 Материальный баланс процесса синтеза УНМ «Таунит» в опытно¬
промышленном реакторе 267
Глава 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПРИМЕНЕНИЯ
УНМ, «ТАУНИТ» 275
6.1 Полимерные композиционные материалы (ПКМ), модифицированные УНМ «Таунит» .■ 276
6.1.1 ПКМ с применением методов твердофазной экструзии (ТФЭ) 276
6.1.2 ПКМ на основе ароматического полиамида (фенилон С-2) 280
6.1.3 Конструкционные композиты на основе эпоксидно-диановых
смол 287
6.1.4 Наномодифицированные композиты на основе каучука 289
6.2 Радиопоглощающие покрытия 292
6.3 Наномодифицированные материалы строительного назначения ....299
6.4 Адсорбенты водорода 304
6.5 Наномодифицированные мембраны 309
6.6 Интеркалированные УНТ 315
6.7 Другие применения УНМ «Таунит» 323
6.8 Рекомендации по выбору оборудования для подготовки УНМ «Тау-нит» к применениям 328
ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 336
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 340
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Анализ состояния и тенденций развития объ¬ектов наноиндустрии в настоящее время позволяет сделать вывод о том, что одной из наиболее перспективных областей нанотехнологий является синтез углеродных наноматериалов (УНМ) - фуллереноподобных структур, пред-ставляющих собой новую аллотропную форму углерода в виде замкнутых, каркасных, макромолекулярных систем. Среди них особое место занимают углеродные нанотрубки (УНТ) или нанотубулены, которые при диаметре 1...50 нм и длине до нескольких микрометров образуют новый класс квази-одномерных объектов. УНТ обладают рядом уникальных свойств, обуслов-ленных упорядоченной структурой их нанофрагментов: хорошая электропро¬водность и адсорбционные свойства, способность к холодной эмиссии элек¬тронов и аккумулированию газов, диамагнитные свойства, химическая и термическая стабильность, большая прочность в сочетании с высокими зна¬чениями упругой деформации. Материалы, созданные на основе УНТ, могут успешно использоваться в качестве структурных модификаторов конструк¬ционных материалов, аккумуляторов водорода, элементов радиоэлектроники, добавок в смазочные материалы, лаков и красок, высокоэффективных адсор¬бентов, газораспределительных слоев топливных элементов. Широко обсуж¬дается использование углеродных наноструктур в тонком химическом синте¬зе, биологии и медицине.
К настоящему времени отсутствуют сведения об организации в РФ синтеза УНТ в промышленных масштабах. Отсутствие рынка этих материа¬лов объясняет крайне медленные темпы внедрения углеродных нанотехноло¬гий в реальном секторе отечественной экономики. В связи с этим проблема создания технологий и оборудования для производства УНТ в значительных количествах и по ценам, позволяющим перейти к их широкому использова¬нию на практике, представляется актуальной.
Известно, что существуют два основных способа получения УНТ. Пер-вый состоит в испарении графита и последующей конденсации продукта при охлаждении паров (дуговой способ). Второй основан на термическом разло-жении углеродсодержащих газов (chemical vapour deposition), сопровождаю-щемся газофазным химическим осаждением (ГФХО) кристаллического на-ноуглерода на металлических катализаторах. Данный способ также известен в научных кругах как CVD-процесс. Вариант аэрозольного синтеза с исполь-зованием летучих катализаторов в работе не использовался.
Опыт мировых производителей УНТ, среди которых лидируют США, Япония, Китай и Южная Корея, свидетельствует, что CVD-метод синтеза уг-леродных наноструктур является наиболее адаптированным к промышлен-ному использованию. Этой же точки зрения придерживаются и отечествен¬ные исследователи, среди которых наиболее важные практические результа¬ты получены Бучаченко А.П., Раковым Э.Г., Томишко М.М., Крестининым А.В., Царевой С.Ю., Кузнецовым В.Л., Лихолобовым В.А. и др.
Несмотря на то, что химические методы получения УНТ позволяют синтезировать широкий спектр различных каркасных фуллереноподобных наноструктур, в данной работе технологические параметры CVD-процесса, катализаторы и углеродное сырье (пропан-бутан) выбирались из соображе-ний обеспечения синтеза преимущественно многослойных нанотрубок (МУНТ). Данный наноматериал является наиболее ценным, с точки зрения использования в практической сфере, что было подтверждено результатами его использования в различных областях.
Специфика механизма синтеза графитизированных наноструктур в процессе пиролиза углеводородов в сочетании с практически полным отсут-ствием информации о применяемых за рубежом технологиях и оборудовании ставит перед исследователями и проектантами сложные проблемы конструк-торского и технологического плана. Наиболее важной из них является необ-ходимость обоснованного выбора концепции конструктивного оформления основного аппарата технологической схемы получения УНТ - реактора син-теза.
Приведенное в работе математическое описание тепловых, гидродина-мических и кинетических процессов, осуществляемых в реакционном про-странстве емкостных реакторов, позволило установить рациональные техно-логические параметры синтеза УНТ и основные соотношения конструктив¬ных элементов реактора.
Представленные в диссертации результаты экспериментов подтвердили правильность аналитических решений и рекомендуемых технологических параметров и конструктивного исполнения аппаратов промышленной схемы производства УНТ. Применяемые в ходе экспериментов методики потребо-вали создания оригинальных устройств, позволяющих изучить кинетические особенности реализуемых процессов и оценить качественные показатели по-лученного продукта.
Представляются актуальными с точки зрения практических результатов работы организация промышленного производства и проведение всесторон-ней диагностики полученных УНТ, осуществленные автором лично, а также совместно с партнерами из ведущих научных организаций РФ и зарубежья.
Несомненные перспективы промышленного использования УНТ под-тверждаются приведенными в данной работе результатами его практического применения в различных отраслях.
Работа выполнена в соответствии с приоритетным направлением раз-вития научно-технического комплекса РФ «Индустрия наносистем и мате-риалы», поддерживается грантами Российского Фонда фундаментальных ис-следований (РФФИ) № 06-08-00730, № 06-08-96354_р, Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере № 05-1-Н1- 0091, используется при выполнении гранта Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития на-учно-технологического комплекса России на 2007-2012 гг.» (Государствен¬ный контракт № 02.523.11.3001 от 16 мая 2007 года), гранта ФАНИ (Госу-дарственный контракт № 02.438.11.7012 от 19.08.2005), программы Минобр¬науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (код 2.2.11.5355), американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) - НОЦ- 019.
Цель работы состоит в разработке научно обоснованных технологий и аппаратуры для реализации всех стадий производственного цикла синтеза УНТ в процессе каталитического пиролиза углеводородов и технологий их использования в различных областях.
Научная новизна:
- впервые разработаны научные основы проектирования промыш-ленного оборудования синтеза УНТ каталитическим пиролизом углеводоро-дов;
- сформулирована физическая модель механизма образования угле-родных наноструктур каталитическим пиролизом в емкостных аппаратах с неподвижным слоем полидисперсного катализатора;
- впервые экспериментально исследованы кинетические особенности процессов синтеза УНТ при каталитическом пиролизе пропан-бутановой смеси газов, позволяющие установить рациональные технологические пара-метры осуществления данного процесса в аппаратах емкостного типа;
- разработаны состав и технологии получения катализаторов терми-ческим и золь-гель методом с требуемой объемной структурой;
- впервые предложены методы активирования катализаторов путем ультразвукового и электромагнитного воздействия на жидкофазные гидроок-сидные (Ni, Mg, Y) компоненты;
- впервые разработана математическая модель процесса синтеза ква-зиодномерных каркасных нанообразований при каталитическом пиролизе уг¬леводородов, включающая взаимосвязанный учет тепловой и гидродинами¬ческой обстановки, а также массовых потоков на поверхности наноразмер¬ных частиц катализатора (Ni) в аппаратах емкостного типа;
- впервые сформулирована методология конструирования реакторов емкостного типа полунепрерывного принципа действия для проведения вы-сокотемпературных, гетерокаталитических процессов синтеза УНТ в среде углеродсодержащих газов;
- впервые исследованы морфологические и физико-химические ха-рактеристики УНМ «Таунит», полученного в условиях опытно-промышленного производства, определившие области его применения.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Разработана принципиальная схема организации технологического процесса промышленного производства УНТ на основе каталитического пи-ролиза углеводородов (СзН8 + С4Н10). Сформулированы рекомендации по конструктивному оформлению аппаратов технологической схемы производ-ства УНТ, реализованные в условиях опытно-промышленной эксплуатации.
В результате НИР и НИОКР создан первый в РФ емкостной реактор полунепрерывного характера работы с производительностью до 2000 кг/год, эксплуатация которого осуществляется с 2006 года ООО «НаноТехЦентр» (г. Тамбов). Изготовлен и реализован в 2007 году модернизированный вариант реактора с высоким уровнем автоматизации и повышенной производитель-ностью. Заключены договоры о поставке в 2008 г. этого оборудования в г. Казань и г. Владимир.
Разработана методика расчета и рекомендаций по конструированию и изготовлению опытно-промышленного емкостного реактора с виброожижен-ным слоем катализатора.
Аналитические и практические результаты работы, а также образцы синтезированного в различных условиях УНТ, используются при проведении совместных исследований с целым рядом научных организаций и предпри-ятий РФ и за рубежом.
Общий объем реализации УНМ с запатентованным названием «Тау¬нит» и оборудование для его производства составил в 2007 г. более 10 млн. рублей.
К настоящему времени УНМ «Таунит» в промышленных масштабах используется при производстве ремонтно-восстановительных смесей (ООО «Конверс-Ресурс», г. Москва), производстве пенобетонов (ООО «AMD строительные технологии», г. Калининград), планируется к внедрению в 2008 г. (ФГУП «ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей», г. С.¬Петербург и НТЦ «Владипор», г. Владимир).
Разработанные при участии автора способы и устройства для синтеза УНМ, а также материалы с его применением защищены 6 патентами РФ, 11 авторских свидетельств и патентов использованы при реализации иных ста¬дий технологической схемы производства УНТ. Имеются также 3 положи¬тельных решения о выдаче патента.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладовались и обсуждались на: International Congress of Chemical and Process Engineering “CHISA” (Чешская республика, Прага, 1990, 1993, 1996); Israel Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids (Израиль, Иерусалим, 1997, 2000); International Conference of Carbon Nanomaterials (Украина, Севастополь, 2005, 2007); Mechatronic systems and material. MSM (Литва, Вильнюс, 2005); Международном симпозиуме «Фуллерены и фуллеренопо- добные структуры» (Республика Беларусь, Минск, 2006); XIV Международ¬ной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Украина, Севастополь, 2007); Международной конференция «Физика твердого тела и современные микро- и нанотехнологии (Кисловодск, 2004, 2005, 2006); 8th Biennial International Workshop “Fullerenes and Atomic Clusters” (Россия, С.-Петербург, 2007); Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии - производству» (Фрязино, 2005, 2006, 2007); VII Международной научной конференции «Теоретические и эксперимен-тальные основы создания нового оборудования» (Иваново, 2005); V Между-народной конференции «Аморфные и микрокристаллические проводники» (С.-Петербург, 2006); III Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология» (С.-Петербург, Хилово, 2006); V Международной конфе-ренции «Углерод. Фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (Москва, 2006); IV Международной конференции «Материалы и покрытия в экстримальных условиях» (Жуковка, 2006); VIII Международной научно-технической конференции «Наноструктурные функциональные по-крытия и материалы для промышленности» (Украина, Харьков, 2007); Все-российской конференции с международным Интернет участием «От наност-руктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии (Ижевск, 2007); Международной конференции «Современные тенденции развития нанотех-нологий и наноматериалов» (Астрахань, 2007); XX Международной конфе-ренции «Математические методы в технике и технологиях» (Иваново, 2007); V Российско-японском семинаре «Оборудование, технологии и аналитиче¬ские системы для материаловедения, микро- и наноэлектроники» (Саратов, 2007); International Symposium “Bulk nano structured materials: from fundamen¬tals innovations” (Уфа, 2007); IX Международной конференции «Опто-, нано-электроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2007); Между-народной научной конференции «Современные волокнистые материалы, перспективы получения и использования» (С.-Петербург, 2007); Междуна-родной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибо-логия» (Беларусь, Гомель, 2007).
Разработанное оборудование и наноматериалы демонстрировались на: XVIII Международной торгово-экономической ярмарке (Китай, Харбин, 2007); Международном форуме «Высокие технологии XXI века» (Москва, 2006, 2007); III Специализированной выставке нанотехнологий и материалов “NTMEX-2006, 2007” (Москва, 2007); выставке «Нанотехнологии - произ-водству» (Фрязино, 2005, 2006); выставке достижений науки и техники РФ на Саммите 2006 года (С.-Петербург, 2006); выставке «Нанотехэкспо» (Москва, 2007), VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (зо-лотая медаль) (Москва, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 85 работ, большин-ство из них представлено в ведущих рецензируемых научных журналах и из-даниях, учитываемых ВАК; в соавторстве с проф. Золотухиным И.В. издана монография; выпущен препринт; сделано более 30 докладов с их изданием в трудах Международных конференций; получено 18 патентов РФ и авторских свидетельств СССР, а также 3 положительных решения о выдаче патента.
Объем работы. Диссертация включает введение, шесть глав, основные выводы и результаты, список литературы (315 наименования) и приложения. Работа изложена на 374 страницах основного текста, содержит 195 рисунка и 27 таблиц.

Список литературы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Общим результатом работы является научно обоснованное решение ак-туальной проблемы создания технологии и оборудования для промышленно¬го производства углеродных наноструктурных материалов (многослойных нанотрубок, нановолокон) методом газофазного химического осаждения уг¬лерода на катализаторе в процессе каталитического пиролиза пропан¬бутановой смеси газов.
При решении данной проблемы получены следующие основные ре¬зультаты:
1. Впервые проведены комплексные экспериментальные исследования синтеза УНТ пиролизом пропан-бутановой смеси газов, ставящие целью по¬лучение рациональных технологических параметров для проведения всех стадий производства. В ходе экспериментов:
- изучены кинетические характеристики синтеза УНТ в зависимости от температуры (Т), расхода газа (Q) и толщины слоя катализатора (hK) в трубчатом реакторе проточного типа, используя гравиметрический метод;
- получены зависимости интенсивности роста наноструктур от вре¬мени проведения процесса г, Т, О, hK в реакторах емкостного типа с непод¬вижным слоем катализатора, что позволило, в частности, установить экстре¬мальный характер зависимости удельного выхода УНТ от температуры и оп¬ределить ее оптимальный диапазон (630...650 °С), использованный в про¬мышленной технологии;
- определены все необходимые данные для расчета и проектирования реактора с виброожиженным слоем катализатора;
- разработаны состав и технология получения катализаторов на осно¬ве Ni-Mg-Y-содержащих гидрооксидов, обеспечивающие максимальный удельный выход (Ку) УНТ. Установлена целесообразность использования различных методов золь-гель технологий при получении катализаторов син¬теза УНТ со специфическими морфологическими показателями;
- доказана эффективность впервые предложенного метода УЗ и ЭМ активации жидкофазных предкатализаторов, позволяющего на 30...40 % по¬высить Ку УНТ;
- разработана и экспериментально проверена оригинальная методика получения высокодисперсного катализатора в аппарате пульсирующего го¬рения (АПГ);
- установлены рациональные режимные параметры кислотной очист¬ки УНТ от примесей и разработано оригинальное устройство (магнитограф) для оперативного контроля за эффективностью данной технологической опе¬рации;
- выполнен комплекс исследований морфологических и некоторых других физико-химических свойств и структуры УНМ «Таунит» с примене¬нием современных средств диагностики нанообъектов. Доказано, что полу¬ченные углеродные наночастицы представляют собой нитевидные, наномас¬штабные образования поликристаллического графита, преимущественно ци¬линдрической формы с внутренним каналом и, наиболее вероятно, кониче¬ским расположением графеновых слоев. Данные наноструктуры позициони¬руются нами как многослойные пакетированные нанотрубки (МУНТ).
2. Впервые сформулировано представление об особенностях меха¬низмов образования и роста углеродных наноструктур при реализации мето¬да ГФХО углерода в процессе каталитического пиролиза пропан-бутановой смеси газов в реакторе емкостного типа, которое позволило разработать ме¬тодику математического моделирования синтеза МУНТ на микро- и макро¬уровне.
3. Разработана математическая модель процесса синтеза МУНТ в ре¬акторах емкостного типа с неподвижным слоем катализатора, включающая взаимосвязанный учет тепловой и гидродинамической обстановки в реакци¬онной зоне аппарата, а также массовых потоков на поверхности наноразмер¬ных частиц катализатора (Ni).
4. Предложен алгоритм решения и разработан комплекс компьютер¬ных программ, реализующих решение нестационарных задач теплопровод¬ности для выполнения расчета пространственных температурных полей кон¬струкционных элементов и газовых потоков. Это позволило установить ра¬циональные конструктивные и режимные характеристики реактора в услови¬ях промышленных объемов производства УНМ «Таунит».
5. Разработана технология синтеза УНТ в емкостном реакторе с не-подвижным слоем катализатора.
6. Разработана научно обоснованная методология проектирования ре-акторов синтеза УНТ каталитическим пиролизом в нестационарном режиме протекания гетерокаталитических, массообменных процессов в среде угле-родсодержащих газов. Сформулирована концепция целесообразности созда¬ния высокопроизводительных, емкостных реакторов полунепрерывного ре¬жима работы с неподвижным слоем полидисперсного, сыпучего катализато¬ра, оснащенных источниками нагрева реакционной зоны, размещенными внутри аппарата.
7. Разработаны ряд оригинальных конструкций и методика расчета реактора синтеза УНТ периодического действия с виброожиженным слоем катализатора.
8. На основании аналитических и экспериментальных данных разра¬ботаны опытно-промышленный и модернизированный варианты емкостного реактора синтеза УНТ полунепрерывного принципа действия.
9. Создана технологическая схема промышленного производства УНМ «Таунит», включающая операции: приготовления катализатора, подго¬товки газового сырья; синтеза и очистки нанопродукта. Наряду с принципи¬ально новым реактором, схема предусматривает использование оригиналь¬ных конструкций электромагнитного аппарата вихревого слоя, высокоскоро¬стного роторного грануллятора и дозатора.
10. Используя представленные в диссертации результаты НИР и НИ¬ОКР, организовано промышленное производство УНМ «Таунит» с объемом выпускаемого нанопродукта до 2000 кг/год и конкурентоспособной себе¬стоимостью (приложение Г).
11. Выполнены научно-исследовательские работы по применению УНМ «Таунит» в качестве: модифицирующей добавки в различные полимер¬ные композиты; радио- и СВЧ-поглощающих покрытий; носителей катализа¬тора мембран топливных элементов; аккумуляторов водорода; электродов литиевых батарей; сорбентов и мембранных фильтров; компонентов ремонт¬но-восстановительных составов и др. Разработанные по результатам иссле¬дований рекомендации используются рядом предприятий при разработке технологий, предусматривающих применение УНМ «Таунит» в реальном производстве.
Представлено описание оригинального оборудования по переработ¬ке сыпучих материалов для использования в рамках технологий, предусмат¬ривающих применение углеродных наноструктур.