ПОРОШОК УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК, УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Порошок углеродных нанотрубок, который содержит углеродные нанотрубки, отличающиеся тем, что они в основном состоят из одного или нескольких графитных слоев, причем графитные слои образованы из двух или более расположенных один на другом (сложенных в стопку) плоских слоев и, в свою очередь, образуют структуру типа рулона, и тем, что углеродные нанотрубки в поперечном разрезе обнаруживают спиралевидное расположение графитных слоев, причем средний диаметр углеродных нанотрубок составляет от 3 до 100 нм, предпочтительно от 4 до 75 нм, особенно предпочтительно от 5 до 30 нм.
2. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что отношение длина/диаметр углеродных нанотрубок составляет по меньшей мере 5, преимущественно по меньшей мере 30, особенно предпочтительно по меньшей мере 50.
3. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что содержание примесей в порошке, особенно металлов или их соединений, прежде всего, преимущественно оксидов металлов, составляет не более 7 вес.%, предпочтительно не более 5 вес.%.
4. Порошок углеродных нанотрубок по п.3, отличающийся тем, что примеси металлов или их соединений включают переходные металлы, особенно VII и VIII побочных подгрупп Периодической системы элементов, или щелочные металлы, или щелочноземельные металлы, или кремний, или оксид кремния, и особенно металлы или соединения металлов, выбранных из группы: алюминий, магний, титан, цирконий, натрий, кальций, железо, никель, марганец, молибден и кобальт.
5. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что содержание в порошке пиролитически осажденного углерода составляет не более 7 вес.%, предпочтительно не более 2 вес.%, особенно предпочтительно не более 1 вес.%.
6. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что он находится в виде агломерата, причем по меньшей мере 95 вес.% частиц в агломерате имеет внешний диаметр от 5 мкм до 10000 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 5000 мкм, особенно предпочтительно от 50 мкм до 3000 мкм.
3
3
3
7. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что его насыпная плотность (по ЕН ИСО 60) составляет от 20 до 450 кг/м, предпочтительно от 80 до 350 кг/м, в высшей степени предпочтительно от 110 до 250 кг/м.
2
2
2
8. Порошок углеродных нанотрубок по п.1, отличающийся тем, что его удельная поверхность (адсорбция азота по BET) составляет от 20 до 1500 м/г, предпочтительно от 30 до 800 м/г, особенно предпочтительно от 90 до 600 м/г.
9. Порошок углеродных нанотрубок по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что в поперечном разрезе углеродные нанотрубки обнаруживают максимальный внешний диаметр до 500 нм, преимущественно до 100 нм, особенно предпочтительно до 50 нм.
10. Углеродная нанотрубка, отличающаяся тем, что она в основном состоит из одного или нескольких графитных слоев, которые построены из двух или более сложенных стопкой плоских слоев и образуют структуру типа рулона, и тем, что в поперечном разрезе она обнаруживает спиралевидное расположение графитных слоев, причем средний диаметр трубки составляет от 3 до 100 нм, предпочтительно от 4 до 75 нм, особенно предпочтительно от 5 до 30 нм.
11. Углеродные нанотрубки по п.10, отличающиеся тем, что отношение длина/диаметр в них составляет по меньшей мере 5, особенно по меньшей мере 10, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20, в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 50.
12. Углеродные нанотрубки по п.10, отличающиеся тем, что содержание примесей в них, особенно примесей металлов или их соединений, прежде всего, преимущественно оксидов металлов составляет не более 7 вес.%, предпочтительно не более 5 вес.%.
13. Углеродные нанотрубки по п.12, отличающиеся тем, что примеси металлов или их соединений включают переходные металлы, особенно VII или VIII побочных подгрупп Периодической системы элементов, или щелочные металлы, или щелочноземельные металлы, или кремний, или оксид кремния, и особенно металлы или соединения металлов, выбранных из группы: алюминий, магний, титан, цирконий, натрий, кальций, железо, марганец, молибден и кобальт.
14. Углеродная нанотрубка по п.10, отличающаяся тем, что содержание пиролитически осажденного углерода составляет не более 7 вес.%, предпочтительно не более 2 вес.%, особенно предпочтительно не более 1 вес.%.
15. Углеродная нанотрубка по одному из пп.10-14, отличающаяся тем, что в поперечном разрезе она обнаруживает максимальный внешний диаметр до 500 нм, преимущественно до 100 нм, особенно предпочтительно до 50 нм.
16. Способ получения порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что углеводороды с 1-3 атомами углерода каталитически разлагают на гетерогенном катализаторе при температуре от 500 до 1000°, предпочтительно от 600 до 800°C, в реакторе с подвижным слоем, причем используется катализатор из группы переходных металлов на основе Co и Mn, с содержанием Co от 40 до 60 моль.% и Mn от 60 до 40 моль.% в пересчете на сумму Co и Mn, среднее время контакта катализатора в реакционной зоне составляет не более 1 ч, и углеводород реагирует или как индивидуальный компонент, или в виде смеси как с другим углеводородом, так и с нейтральными газами, особенно азотом или инертными газами.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что среднее время контакта катализатора в реакционной зоне составляет от 20 до 45 мин, предпочтительно от 25 до 35 мин.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что катализатор содержит от 45 до 55 мол.% Co и от 55 до 45 мол.% Mn в пересчете на сумму Co и Mn.
19. Способ получения углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15, отличающийся тем, что порошок углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 дезагломерируют, прежде всего, путем размола или диспергирования при подаче энергии.
20. Применение порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 или углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15 в качестве добавки для полимеров, каучука, керамики, металлов, металлических сплавов, стекол, текстиля и композиционных материалов.
21. Применение порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 или углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15 в качестве электропроводящей добавки в электродах, солнечных элементах, исполнительных элементах управления, сенсорах, в чернилах или пастах, а также энергоаккумуляторах, особенно в батареях, аккумуляторах, топливных элементах или конденсаторах.
22. Применение порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 или углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15 в качестве субстрата для фармацевтически активных веществ или активных веществ для защиты растений.
23. Применение порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 или углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15 в качестве адсорбента, особенно для летучих соединений, например газов, или биогенных соединений, например энзимов.
24. Применение порошка углеродных нанотрубок по одному из пп.1-9 или углеродных нанотрубок по одному из пп.10-15 в качестве носителя или контейнера для катализаторов.