Реакции, приводящие к образованию элементарного углерода

[Ruslan_Sharipov]

Алмаз - одна из форм элементарного углерода. Он имеет большую ювелирную ценность и находит применение в технике. Было бы интересно выращивать кристаллы алмаза за счёт углерода, получаемого в результате химических реакций. Предлагаю в этой теме накапливать список таких реакций.

 

1. Простейшей в списке таких реакций можно назвать реакцию разложения  метана CH₄ = C + 2 H₂. И она применяется для наращивания кристаллов алмаза. См. К. Ф. Сергейчев, H. А. Лукина, Эпитаксиальный синтез алмазных слоев на монокристаллической алмазной подложке в факельном СВЧ-плазмотроне, Прикладная физика, № 6, С. 44-49.

 

2. В качестве другой реакции предлагаю рассмотреть реакцию разложения пропилендиимина (1,3-дииминопропана): C₃H₆N₂ = 3 C + 2 NH₃. Существует ли само вещество 1,3-дииминопропан? Предполагаю, что существует, поскольку имеется 1,3-дииминопропан-2-ол.

[Paul_K]

Адамантан разлагать надо. Это уже готовая гидрированная ячейка алмаза. Займитесь этим, Руслан! 

[yatcheh]

2 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Алмаз - одна из форм элементарного углерода. Он имеет большую ювелирную ценность и находит применение в технике. Было бы интересно выращивать кристаллы алмаза за счёт углерода, получаемого в результате химических реакций. Предлагаю в этой теме накапливать список таких реакций.

 

1. Простейшей в списке таких реакций можно назвать реакцию разложения  метана CH₄ = C + 2 H₂. И она применяется для наращивания кристаллов алмаза. См. К. Ф. Сергейчев, H. А. Лукина, Эпитаксиальный синтез алмазных слоев на монокристаллической алмазной подложке в факельном СВЧ-плазмотроне, Прикладная физика, № 6, С. 44-49.

 

2. В качестве другой реакции предлагаю рассмотреть реакцию разложения пропилендиимина (1,3-дииминопропана): C₃H₆N₂ = 3 C + 2 NH₃. Существует ли само вещество 1,3-дииминопропан? Предполагаю, что существует, поскольку имеется 1,3-дииминопропан-2-ол.

 

2. Ну, насчёт индивидуальности 1,3-дииминопропан-2-ола, это ещё бабушка надвое сказала. На заборе тоже много чего пишут, сколько раз заглядывал - нету. Уж больно лабильная структура, но - то такое...

1,3-дииминопропану ничто не мешает существовать (хотя бы и в виде некоего олигомера), как, впрочем, и 1,2-дииминопропану. И всем его изомерам, как циклическим, так и не очень.

Но зачем эта экзотика? Можно найти массу веществ из класса карбоаммиакатов. Например - ацетонитрил:

CH3-CN ----> 2C + NH3

Или - флороглюцин (триаминобензол):

C6H3(NH2)3 ----> 6C + 3NH3

Имя таким веществам - легион.

И почему должен именно аммиак отщепляться? Почему - не вода? Например:

C12H22O11 ----> 12C + 11H2O

Тем более, что это вещество можно легко купить в Ашане

 

Тут, правда, есть одна засада. При высокой температуре равновесие С + NH3 будет сдвинуто в сторону образования синильной кислоты и метана (этилена, ацетилена). Как и реакция С + H2O не оставит шансов углероду. 

Так что, из вашего дииминопропана скорее получится синильная кислота и метан, чем алмаз.

HN=CH-CH2-CH=NH ----> NСH + CH4 + HCN

 

 

Изменено 18 Сентября, 2019 в 19:14 пользователем yatcheh

[Paul_K]

11 минуту назад, yatcheh сказал:

 

Или - флороглюцин (триаминобензол):

 

Флороглюцин - симметричный триоксибензол.  Причем при нагревании он наверняка будет обуглеваться, подобно углеводам. Его в старых немецких журналах и относят к углеводам, поскольку он содержит водород и кислород в соотношении 2:1 и даже сладкий на вкус. А раз он дает при нагревании графит, может давать и алмаз, это же почти то же самое.

[yatcheh]

9 минут назад, Paul_K сказал:

Флороглюцин - симметричный триоксибензол.  Причем при нагревании он наверняка будет обуглеваться, подобно углеводам. Его в старых немецких журналах и относят к углеводам, поскольку он содержит водород и кислород в соотношении 2:1 и даже сладкий на вкус. А раз он дает при нагревании графит, может давать и алмаз, это же почти то же самое.

 

Напутал с названием 

 

Ну да. Чё там, разницы-то... Надо только катализатор найти. 

Изменено 18 Сентября, 2019 в 19:21 пользователем yatcheh

[Ruslan_Sharipov]

6 часов назад, yatcheh сказал:

Тут, правда, есть одна засада. При высокой температуре равновесие С + NH₃ будет сдвинуто в сторону образования синильной кислоты и метана (этилена, ацетилена).

Значит нужны вещества, разлагающиеся при умеренно высоких температурах. К тому же синильную кислоту можно добавлять извне для смещения равновесия.

 

6 часов назад, yatcheh сказал:

И почему должен именно аммиак отщепляться? Почему - не вода? Например: C₁₂H₂₂O₁₁ ----> 12 C + 11 H₂O Тем более, что это вещество можно легко купить в Ашане.

Обугливание сахара концентрированной серной кислотой - известный опыт. У этой реакции наверняка есть температура активации. Заморозив серную кислоту, её можно растереть в порошок с сахаром. После этого можно натирать алмаз таким порошком. Разогреваясь, серная кислота обуглит сахар на поверхности алмаза, а образующийся углерод имеет шанс встраиваться в структуру алмаза, наращивая его объём и массу.

 

Или можно покрыть алмаз тонким слоем сахара, после чего обмакнуть его в концентрированную серную кислоту. Сладкая жизнь, она где-то рядом.

Изменено 19 Сентября, 2019 в 01:48 пользователем Ruslan_Sharipov

[dmr]

Я думаю все возможно, если применить разрабатвваемые Русланом методы мономолекклярной химии. Но в целом, как мне кажется нужны физические, а не химические процессы. И, если химия, то плясать не от углерода, а от УВ газов. Разные гетеро включения дадут кучу побочек

[Ruslan_Sharipov]

 

В 19.09.2019 в 06:49, dmr сказал:

Но в целом, как мне кажется нужны физические, а не химические процессы.

Один такой физический процесс процитирован в начальном посте темы: эпитаксия в факельном СВЧ-плазмотроне. Почему-то через него авторы на рентабельный синтез крупных алмазов не вышли (или вышли, но мы об этом не знаем).

 

В 19.09.2019 в 06:49, dmr сказал:

И, если химия, то плясать не от углерода, а от УВ газов.

Пусть от углеводородов. Но для получения алмаза из них нужно начисто удалить водород, то есть получить чистый углерод. Желательно, чтобы углерод получался непосредственно на поверхности алмаза и достраивал его кристаллическую решётку новыми слоями. Для этого и создана данная тема.

 

В 19.09.2019 в 06:49, dmr сказал:

Разные гетеро включения дадут кучу побочек.

Если эти побочки не будут приставать к поверхности алмаза, они не страшны.