FR2922879A1 - Producing carbon microtubes by etching an anode made of amorphous carbon in water contained in electrolytic cell, filling electrolytic cell with base solution, and connecting anode to positive pole of external electrical current generator - Google Patents
Producing carbon microtubes by etching an anode made of amorphous carbon in water contained in electrolytic cell, filling electrolytic cell with base solution, and connecting anode to positive pole of external electrical current generator Download PDFInfo
- Publication number
- FR2922879A1 FR2922879A1 FR0707643A FR0707643A FR2922879A1 FR 2922879 A1 FR2922879 A1 FR 2922879A1 FR 0707643 A FR0707643 A FR 0707643A FR 0707643 A FR0707643 A FR 0707643A FR 2922879 A1 FR2922879 A1 FR 2922879A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- anode
- generator
- carbon
- electrolytic cell
- microtubes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- -1 ammonia compound Chemical class 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/02—Tubes; Rings; Hollow bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
10 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication de microtubes de carbone. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à la fabrication de microtubes de carbone en milieu aqueux. The present invention relates to a method and a device for manufacturing carbon microtubes. It applies more particularly, but not exclusively, to the manufacture of carbon microtubes in an aqueous medium.
On sait que la réalisation de microtubes de carbone est effectuée généralement 15 par dépôt sous vide ou par pyrolyse. It is known that the production of carbon microtubes is generally carried out by vacuum deposition or by pyrolysis.
Cependant, il s'avère que ces techniques présentent un certain nombre d'inconvénients, à savoir par exemple, la nécessité : • de mettre en oeuvre des moyens techniques sophistiqués et coûteux tels 20 que des réacteurs de pyrolyse ou (les pompes turbomoléculaires ; • d'obtenir des conditions relatives à la nature de l'atmosphère et à la température précises et déterminées • de disposer d'une grande expertise dans la mise en oeuvre de ces techniques et dans l'exploitation des moyens à mettre en oeuvre. 25 L'invention a donc plus particulièrement pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé permettant de produire des microtubes de carbone, caractérisé en ce que les microtubes sont obtenus par attaque d'une anode constituée de carbone pur amorphe, lors de l'électrolyse d'un composé 30 basique en solution dans de l'eau contenue dans une cellule d'électrolyse, cette cellule comportant une cuve, des électrodes comportant au moins une cathode 1 et ladite anode, ainsi qu'un générateur extérieur de courant électrique relié auxdites électrodes, et en ce que le procédé selon l'invention comprend la réalisation des étapes suivantes : • le remplissage de la cellule d'électrolyse avec la solution basique, la température de cette solution étant comprise entre 20 et 110°C ; • la mise en place des deux électrodes : l'anode qui est constituée de carbone pur amorphe étant reliée au pôle positif du générateur extérieur alors que la cathode est mise au potentiel de la masse ; • l'application d'une tension positive par rapport à la masse aux bornes de l'anode à la surface de laquelle les microtubes de carbone se forment ; • l'application au moyen du générateur de paramètres de courant û tension déterminés ; • le contrôle du maintien de ces paramètres jusqu'à la dissolution complète de l'anode en carbone. However, it turns out that these techniques have a certain number of disadvantages, namely, for example, the need: to implement sophisticated and expensive technical means such as pyrolysis reactors or turbomolecular pumps; to obtain conditions relating to the nature of the atmosphere and the precise and determined temperature • to have a great expertise in the implementation of these techniques and in the exploitation of the means to be implemented. The invention therefore more particularly aims to overcome these disadvantages by proposing a method for producing carbon microtubes, characterized in that the microtubes are obtained by etching an anode consisting of pure amorphous carbon, during electrolysis. of a basic compound in solution in water contained in an electrolysis cell, this cell comprising a tank, electrodes comprising at least one thode 1 and said anode, and an external electric current generator connected to said electrodes, and in that the method according to the invention comprises the following steps: • filling the electrolysis cell with the basic solution, the temperature of this solution being between 20 and 110 ° C; The placement of the two electrodes: the anode which consists of amorphous pure carbon being connected to the positive pole of the external generator while the cathode is put at the potential of the mass; The application of a positive voltage with respect to the mass at the terminals of the anode on the surface of which the carbon microtubes are formed; The application by means of the generator of determined voltage parameters; • control of the maintenance of these parameters until the complete dissolution of the carbon anode.
A titre d'exemple, la température de la solution basique est de 88°C., et les paramètres de courant - tension déterminés sont les suivants : • la tension appliquée aux bornes de l'anode est comprise entre 60 et 80 Volts ; • le courant moyen débité par le générateur est compris entre 0,5 et 1,5 Ampères. By way of example, the temperature of the basic solution is 88 ° C., and the current-voltage parameters determined are as follows: the voltage applied across the anode is between 60 and 80 volts; • the average current delivered by the generator is between 0.5 and 1.5 amperes.
Toujours à titre d'exemple, et de manière plus précise, la tension appliquée aux bornes de l'anode est de 70 Volts et le courant moyen débité par le générateur est de 1 Ampère. De plus, la concentration du composé basique est de préférence sensiblement égale à 0,05 mol/1. Still as an example, and more precisely, the voltage applied across the anode is 70 volts and the average current delivered by the generator is 1 ampere. In addition, the concentration of the basic compound is preferably substantially equal to 0.05 mol / l.
Le composé basique peut être notamment un composé alcalin ou d'ammoniaque.30 Avantageusement, le procédé selon l'invention permet également de produire des résidus de composé d'insertion de carbone. The basic compound may in particular be an alkaline or ammonia compound. Advantageously, the process according to the invention also makes it possible to produce carbon insertion compound residues.
Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : One embodiment of the invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawing in which:
La figure unique est une représentation d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. The single figure is a representation of a device implementing the method according to the invention.
Dans cet exemple non limitatif, tel que cela est représenté sur la figure unique, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention nécessite : • une cellule d'électrolyse 1 comportant : - une cuve 2 ; - des électrodes comportant une cathode 3 et une anode 4 ; - une générateur extérieur 5 de courant électrique relié auxdites électrodes, l'anode 4 étant reliée au pôle positif de ce générateur 5 alors que la cathode 3 est mise au potentiel de la masse ; • un composé basique pouvant être un composé alcalin ou d'ammoniaque en solution dans de l'eau contenue dans la cellule d'électrolyse 1 ; en l'espèce, ce composé est constitué par du sodium. In this nonlimiting example, as shown in the single figure, the implementation of the method according to the invention requires: • an electrolysis cell 1 comprising: - a tank 2; electrodes comprising a cathode 3 and anode 4; an external electric current generator 5 connected to said electrodes, the anode 4 being connected to the positive pole of this generator 5 while the cathode 3 is put at the potential of the mass; A basic compound which may be an alkaline compound or aqueous ammonia solution in water contained in the electrolysis cell 1; in this case, this compound consists of sodium.
Le procédé selon l'invention comprend la réalisation des étapes suivantes : • le remplissage de la cellule d'électrolyse 1 avec la solution alcaline constituée par du sodium en solution dans de l'eau distillée, la température de cette solution est en l'espèce de 88°C ; le sodium en solution réagit avec l'eau selon l'équation suivante : 2 Na + 2 H20 -* (2 Na+ + 2 OH-) + H2 ; la concentration du composé alcalin (en l'espèce, de l'hydroxyde de sodium) est sensiblement égale à 0,05 mol/1 ; • la mise en place des deux électrodes : l'anode 4 qui est constituée de carbone pur amorphe étant reliée au pôle positif du générateur extérieur alors que la cathode 3 est mise au potentiel de la masse, cette cathode 3 pouvant être constituée d'acier inoxydable ; • l'application d'une tension positive par rapport à la masse aux bornes de l'anode 4 à la surface de laquelle les microtubes de carbone se forment ; 5 • l'application au moyen du générateur extérieur 5 de paramètres de courant û tension déterminés qui sont en l'espèce les suivants : - la tension appliquée aux bornes de l'anode 4 est égale à 70 Volts ; - le courant moyen débité par le générateur 5 est égal à 1 Ampère ; • le contrôle du maintien de ces paramètres jusqu'à la dissolution complète de l'anode 4 en carbone. Le bilan de l'électrolyse est le suivant : • à l'anode 4, la réaction d'oxydation se traduit par l'équation suivante : 2OH--2éû*H20+1/ZO2 • à la cathode 3, la réaction de réduction se traduit par l'équation suivante : 2Na++2éù2Na puis : 2 Na + 21120 --> (2 Na+ + 2 OH") + H2 On observe de façon surprenante et concomitamment : • la formation à la surface de l'anode 4 de microtubes de carbone ; • une détérioration de cette anode 4 constituée de carbone pur amorphe ; et • la formation de résidus de composés d'insertion de carbone en suspension dans ladite solution. On supposera que l'association : • desdits paramètres de courant ù tension déterminés ; • de la valeur spécifique de la température de ladite solution ; -5•- The process according to the invention comprises the following steps: • the filling of the electrolysis cell 1 with the alkaline solution constituted by sodium in solution in distilled water, the temperature of this solution is in this case 88 ° C; the sodium in solution reacts with water according to the following equation: 2 Na + 2 H20 - * (2 Na + + 2 OH-) + H2; the concentration of the alkaline compound (in this case, sodium hydroxide) is substantially equal to 0.05 mol / l; The placement of the two electrodes: the anode 4 which consists of pure amorphous carbon being connected to the positive pole of the external generator while the cathode 3 is put at the potential of the mass, this cathode 3 being able to be made of steel stainless; The application of a positive voltage with respect to the mass across the anode 4 on the surface of which the carbon microtubes are formed; The application, by means of the external generator, of determined voltage current parameters which are in this case the following: the voltage applied across the anode 4 is equal to 70 volts; the average current delivered by the generator 5 is equal to 1 Ampere; • the control of the maintenance of these parameters until the complete dissolution of the carbon anode 4. The assessment of the electrolysis is as follows: • at anode 4, the oxidation reaction results in the following equation: 2OH - 2e * H 2 O + 1 / ZO 2 • at cathode 3, the reduction reaction is expressed by the following equation: 2Na ++ 2éù2Na then: 2 Na + 21120 -> (2 Na + + 2 OH ") + H2 Surprisingly and concomitantly: • the formation on the surface of the anode 4 of carbon microtubes, • a deterioration of this anode 4 consisting of amorphous pure carbon, and • the formation of residues of carbon insertion compounds suspended in said solution, It will be assumed that the combination of: • said current parameters ù determined voltage • the specific value of the temperature of the said solution;
• de la libération d'électrons au niveau de l'anode 4 ; provoquent une modification de la structure du carbone pur arnorphe constituant cette anode 4, et une transformation de celui ù ci en d'autres variétés allotropiques du carbone à savoir, des microtubes de carbone et des composés d'insertion de carbone. En l'espèce, les microtubes de carbone ont un rayon moyen sensiblement égal à 10 m, et sont transparents à la lumière visible. • the release of electrons at the anode 4; cause a modification of the structure of the pure amorphous carbon constituting this anode 4, and a transformation thereof into other allotropic varieties of carbon ie, carbon microtubes and carbon insertion compounds. In this case, the carbon microtubes have a mean radius substantially equal to 10 m, and are transparent to visible light.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0707643A FR2922879B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | PROCESS FOR PRODUCING CARBON MICROTUBES |
| PCT/FR2008/001523 WO2009092889A2 (en) | 2007-10-31 | 2008-10-29 | Method for producing a carbon insertion compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0707643A FR2922879B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | PROCESS FOR PRODUCING CARBON MICROTUBES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2922879A1 true FR2922879A1 (en) | 2009-05-01 |
| FR2922879B1 FR2922879B1 (en) | 2010-10-29 |
Family
ID=39735469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0707643A Expired - Fee Related FR2922879B1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | PROCESS FOR PRODUCING CARBON MICROTUBES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2922879B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4581105A (en) * | 1984-06-20 | 1986-04-08 | The Dow Chemical Company | Electrochemical cell operating near the critical point of water |
| US4995952A (en) * | 1987-04-30 | 1991-02-26 | Balasubramaniam Dandapani | Electrolysis of water using hydrogen sulfide |
| US5698088A (en) * | 1996-07-08 | 1997-12-16 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Formic acid-graphite intercalation compound |
| US20060180477A1 (en) * | 2003-07-14 | 2006-08-17 | Viktor Vasilievich Avdeev | Method for producing oxidised graphite |
-
2007
- 2007-10-31 FR FR0707643A patent/FR2922879B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4581105A (en) * | 1984-06-20 | 1986-04-08 | The Dow Chemical Company | Electrochemical cell operating near the critical point of water |
| US4995952A (en) * | 1987-04-30 | 1991-02-26 | Balasubramaniam Dandapani | Electrolysis of water using hydrogen sulfide |
| US5698088A (en) * | 1996-07-08 | 1997-12-16 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Formic acid-graphite intercalation compound |
| US20060180477A1 (en) * | 2003-07-14 | 2006-08-17 | Viktor Vasilievich Avdeev | Method for producing oxidised graphite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2922879B1 (en) | 2010-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100803931B1 (en) | Conductive diamond electrode and manufacturing method thereof | |
| US9238872B2 (en) | Method for synthesizing fluorine compound by electrolysis and electrode therefor | |
| CN102102211B (en) | Etching method, method for manufacturing microstructure, and etching apparatus | |
| JP2009531270A (en) | Single crystal diamond electrode and electrolytic cell comprising such electrode | |
| CH679158A5 (en) | ||
| JP2011195407A (en) | Method and apparatus for peeling diamond | |
| FR2922879A1 (en) | Producing carbon microtubes by etching an anode made of amorphous carbon in water contained in electrolytic cell, filling electrolytic cell with base solution, and connecting anode to positive pole of external electrical current generator | |
| CA1308688C (en) | Electrochemical process for the recovery of metallic rhodium from aqueous solutions of used catalysts | |
| Billat | Electroluminescence of Heavily Doped p‐Type Porous Silicon under Electrochemical Oxidation in Galvanostatic Regime | |
| WO2009092889A2 (en) | Method for producing a carbon insertion compound | |
| FR2922880A1 (en) | Producing carbon insertion compound by etching an anode made of amorphous carbon in water contained in electrolytic cell, filling electrolytic cell with base solution, and connecting anode to positive pole of external current generator | |
| Jin-Zhang et al. | A review on chemical effects in aqueous solution induced by plasma with glow discharge | |
| FR2914925A1 (en) | SOLUTION USED IN THE MANUFACTURE OF A POROUS SEMICONDUCTOR MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | |
| FR2993902A1 (en) | ELECTROLYSIS CELL | |
| US8486239B2 (en) | Electrolysis anode | |
| EP3388555B1 (en) | Process for selective recovery of silver in the presence of aluminium, electrochemically and in aqueous solution | |
| WO2004067809A1 (en) | Method for regeneration of an electrolysis bath for the production of a compound i-iii-vi2 in thin layers | |
| JP2011195411A (en) | Method and apparatus for peeling diamond | |
| Bustarret et al. | Anodized amorphous silicon: present status | |
| EP0267858B1 (en) | Process for manufacturing vanadium trichloride in an aqueous solution | |
| FR2587039A1 (en) | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF GLYOXYL OXIDE BY ELECTROCHEMICAL REDUCTION OF OXALIC ACID | |
| CA1140075A (en) | Electrolytic process for producing alkali chlorates | |
| EP3540762B1 (en) | Method for the fabrication of a porous semiconductor with controlled pores distribution | |
| KR101989519B1 (en) | Metal Electrode with Enhanced Durability and Manufacturing Method thereof | |
| FR3065228B1 (en) | PROCESS FOR RECOVERING SILVER PRESENT ON SUBSTRATE, ELECTROCHEMICALLY AND IN AQUEOUS SOLUTION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210605 |