ГРАФИТОВЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ В ФОРМЕ ЛУКОВИЦЕПОДОБНЫХ УГЛЕРОДОВ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

-3
-4
1. Способ получения луковицеподобных углеродов, который содержит стадию воздействия на сферические наноалмазы, имеющие размер кристаллической сердцевины в интервале от приблизительно 2 до приблизительно 10 нм, как измерено методом дифракции рентгеновских лучей , микроволнового излучения в течение достаточного времени t, что ведет к увеличению количества тепла на поверхности наноалмазов, чтобы индуцировать графитизацию кристаллической сердцевины, при низком вакууме при давлении ниже или равном приблизительно 10мбар (10 кПа), и, в частности, в котором указанные наноалмазы имеют общий размер от приблизительно 2 до приблизительно 15 нм, в частности от приблизительно 4 до приблизительно 10 нм.
2. Способ по п.1, в котором:
2
2
- перед воздействием микроволн указанные наноалмазы имеют на их поверхности sp-гибридизированные атомы углерода или являются по существу свободными от sp-гибридизированных атомов углерода на их поверхности и подвергаются частичной поверхностной графитизации, в частности, при отжиге при высоком вакууме перед воздействием микроволн для того, чтобы получить наноалмазы, которые являются частично графитизированными на поверхности, или
- перед воздействием микроволн указанные наноалмазы имеют связи углерод-водород на их поверхности или являются по существу свободными от связей углерод - водород на их поверхности и имеют гетероатомы, такие как кислород, азот или фтор, и, в частности, более 2 ат.% кислорода на указанной поверхности и подвергаются частичному гидрированию по поверхности для того, чтобы получить наноалмазы, которые являются частично гидрированными на поверхности.
-4
-3
-5
-4
-3
-4
3. Способ по п.1 или 2, в котором низкий вакуум в камере, в которой на наноалмазы воздействуют микроволны, соответствует давлению приблизительно 10-10 бар (10-10кПа), в частности приблизительно 10 мбар (10 кПа).
4. Способ по одному из п.п.1-3, в котором указанные наноалмазы:
- являются частично графитизированными на поверхности или
2
- являются, по существу, свободными от sp-гибридизированных углеродных атомов на их поверхности и подвергаются перед обработкой микроволнами частичной поверхностной графитизации.
5. Способ по одному из п.п.1-4, который содержит следующие стадии:
-4
-3
-5
-4
-3
-4
с. при низком вакууме прокачивание насосом камеры, в частности, представленной кварцевой трубкой, в которую были введены наноалмазы, частично графитизированные на поверхности, для того, чтобы получить давление приблизительно 10-10мбар (10-10 кПа), в частности приблизительно 10мбар (10 кПа);
d. выдерживание указанной камеры, содержащей наноалмазы, частично графитизированные на поверхности, в режиме низкого вакуума, достигнутого на стадии с., под микроволнами, энергия которых находится в интервале приблизительно 50-2000 Вт, в частности приблизительно 300 Вт, в течение времени t от приблизительно 1 с до приблизительно 1 ч, в частности приблизительно 30 мин, для того, чтобы индуцировать полную графитизацию кристаллической сердцевины наноалмазов и получить луковицеподобные углероды.
2
6. Способ по п.5, который дополнительно содержит перед стадией прокачивания насосом при низком вакууме стадию частичной поверхностной графитизации наноалмазов, которые по существу свободны от sp-гибридизированных атомов углерода на их поверхности, причем указанную графитизацию осуществляют отжигом при высоком вакууме для того, чтобы получить наноалмазы, которые являются частично графитизированными на поверхности.
7. Способ по одному из п.п.1-3, в котором указанные наноалмазы перед обработкой микроволнами:
- имеют связи углерод-водород на их поверхности или
- являются по существу свободными от связей углерод-водород на их поверхности и имеют гетероатомы, такие как кислород, азот или фтор, и, в частности, более 2 ат.% кислорода на указанной поверхности, и подвергаются частичной гидрированию по поверхности для того, чтобы получать наноалмазы, которые являются частично восстановленными на поверхности, или
- являются недостаточно восстановленными на поверхности и имеют гетероатомы, такие как кислород, азот или фтор, и, в частности, более 2 ат.% кислорода на указанной поверхности, и подвергаются частичному гидрированию по поверхности для того, чтобы получать наноалмазы, которые являются частично гидрированными на поверхности.
8. Способ по п.7, который содержит следующие стадии:
-4
-3
-5
-4
-3
-4
а. при низком вакууме прокачивание насосом камеры, в которую были введены наноалмазы, частично гидрированные на поверхности, для того, чтобы получить давление приблизительно 10-10мбар (10-10 кПа), в частности приблизительно 10мбар (10 кПа);
b. выдержка указанной камеры, содержащей наноалмазы, частично гидрированные на поверхности, при низком вакууме, полученном на стадии а., под микроволнами, мощность которых находится приблизительно 50-2000 Вт, в частности приблизительно 300 Вт, в течение времени t от приблизительно 1 с до приблизительно 1 мин, в частности приблизительно 30 с, для того, чтобы индуцировать полную графитизацию кристаллической сердцевины наноалмазов и получать луковицеподобные углероды.
9. Способ по п.8, который дополнительно содержит перед стадией прокачивания насосом при низком вакууме стадию гидрирования наноалмазов, которые являются по существу свободными от связей углерод-водород на их поверхности и имеют гетероатомы, такие как кислород, азот или фтор, и, в частности, более 2 ат.% кислорода на указанной поверхности, причем указанное гидрирование, в частности, осуществляется микроволновой плазмой при давлении 14-15 мбар (1,4-1,5 кПа) при мощности от 50 до приблизительно 2000 Вт, в частности 300 Вт, в течение от 5 до приблизительно 30 мин, в частности 15 мин, для того, чтобы получать наноалмазы, которые частично гидрированы на поверхности.
10. Способ по одному из п.п.1-9, в котором
мощность, поглощенная указанными НАи, равна 100%, а отраженная мощность равна 0%, и, в частности,
в котором в указанной камере, содержащей частично графитизированные наноалмазы, при низком вакууме увеличивается температура, или частично гидрированные наноалмазы в процессе микроволновой обработки в течение времени t вызывают сцинтилляцию или излучение дневного света от указанных частично графитизированных наноалмазов или от указанных частично гидрированных наноалмазов.
11. Способ по одному из п.п.1-10, в котором указанные луковицеподобные углероды, полученные после обработки микроволнами, подвергаются УФ-облучению, в частности, в воздушной среде и при длине волны УФ-излучения приблизительно 172 нм в кислородной атмосфере, для того, чтобы получать вышеуказанные гидрофильные луковицеподобные углероды, в частности в котором давление воздуха перед УФ-обработкой регулируется до приблизительно 200 мбар (20 кПа), и, в частности, в котором время УФ-обработки составляет от 1 мин до 4 ч, в частности 2 ч.
12. Способ по п.11, в котором микроволновая обработка и УФ-обработка выполняются в одной и той же камере, в частности, представляющей собой кварцевую трубку, и, в частности, в котором гидрирование, микроволновая обработка и УФ-обработка выполняются в одной и той же камере, в частности, представляющей собой кварцевую трубку.
13. Продукт, полученный способом по одному из п.п.11-12.
14. Применение продукта, полученного по п.13, в суспензии в воде, в частности, при концентрации самое большое 20 мг/мл, в частности 5 мг/мл, для осаждения на поверхностях, в частности, для получения суперконденсаторов.