Гареев Б.М., Абдрахманов А.М., Шарипов Г.Л.

Гареев Булат Махмутович – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник,

Абдрахманов Айрат Маратович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник,

Шарипов Глюс Лябибович – доктор химических наук, главный научный сотрудник,

лаборатория химии высоких энергий и катализа,

Институт нефтехимии и катализа, Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук,

г. Уфа

Аннотация: впервые, при однопузырьковом сонолизе в режиме движущегося пузырька в пучности стоячей волны в центре сферического реактора, осуществлён синтез фуллеренов С₆₀ и С₇₀ из органических жидкостей: бензола и толуола. Масс-спектрометрический анализ в накопленных продуктах длительного (суммарно 30 часов) сонолиза жидкостей показал наличие фуллеренов С₆₀ и С₇₀. Установлено, синтез фуллерена С₆₀ за одинаковое время сонолиза в бензоле происходит в 10 раз быстрее, чем в толуоле. Концентрация синтезированных фуллеренов при поглощаемой в 100 мл облучаемой жидкости мощности ультразвука ~ 5 Вт составила: С₆₀ ~ 3·10^–6, C₇₀ ~ 8·10^–7 моль/л для бензола и С₆₀ ~ 3,1·10^–7, C₇₀ ~ 2·10^–8 моль/л для толуола.

Ключевые слова: однопузырьковый сонолиз, бензол, толуол, масс- спектры, фуллерены С₆₀ и С₇₀.

SYNTHESIS OF FULLERENES C₆₀ AND C₇₀ FROM BENZENE AND TOLUENE DURING SINGLE-BUBBLE SONOLYSIS

Gareev B.M., Abdrakhmanov A.M., Sharipov G.L.

Gareev Bulat Makhmutovich – candidate of physical and mathematical sciences, research fellow,

Abdrakhmanov Airat Maratovich – candidate of physical and mathematical sciences, senior research fellow,

Sharipov Glyus Lyabibovich – Doctor of Chemical Sciences, Chief Researcher,

 LABORATORY OF HIGH ENERGY CHEMISTRY AND CATALYSIS,

INSTITUTE OF PETROSHEMISTRY AN CATALYSIS, UFA FEDERAL RESEARCH CENTER OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCINCES,

 UFA

Abstract: for the first time, with single-bubble sonolysis in the mode of a moving bubble in the antinode of a standing wave in the center of a spherical reactor, the synthesis of fullerenes C₆₀ and C₇₀ from organic liquids: benzene and toluene was carried out. Mass-spectrometric analysis in the accumulated products of long-term (30 hours in total) sonolysis of liquids showed the presence of fullerenes C₆₀ and C₇₀. It was established that the synthesis of fullerene C₆₀ for the same sonolysis time in benzene occurs 10 times faster than in toluene. The concentration of synthesized fullerenes at an ultrasound power of ~ 5 W absorbed in 100 ml of irradiated liquid was: C₆₀ ~ 3∙10^–6, C₇₀ ~ 8∙10^–7 mol/l for benzene and C₆₀ ~ 3.1∙10^–7, C₇₀ ~ 2∙10^–8 mol/l for toluene.

Keywords: single-bubble sonolysis, benzene, toluene, mass spectra, fullerenes C₆₀ and C₇₀.

Список литературы / References

1. Gaitan D.F., Crum L.A., Church C.C., Roy R.A. Sonoluminescence and bubble dynamics for a single, stable cavitation bubble // Journal of the Acoustical Society of America, 1992. 91. P. 3166-3183.
2. Flannigan D.J., Suslick K.S. Plasma formation and temperature measurement during single-bubble cavitation // Nature, 2005. 434. P. 52-55.
3. Sharipov G.L., Gareev B.M., Abdrakhmanov A.M. Spectroscopic measurement of electronic temperature in the bubbles during single- and multibubble sonoluminescence of metal carbonyl solutions and nanodispersed suspensions // Ultrasonics Sonochemistry, 2019. 51. P.178-181.
4. Suslick K.S., Flint E.B., Grinstaff M.W., Kemper K.A. Sonoluminescence from Metal Carbonyls // J. Phys. Chem., 1993. 97. P. 3098-3099.
5. Sharipov G.L., Abdrakhmanov A.M., Gareev B.M. Luminescence of Tb³⁺ and Gd³⁺ ions in sonolysis under the conditions of a single bubble moving in aqueous solutions of TbCl₃ and GdCl₃ // Technical Physics, 2013, V. 58 №. 2. P. 255-258.
6. Flannigan D.J., Suslick K.S. Emission from electronically excited metal atoms during single-bubble sonoluminescence // Physical Review Letters, 2007. 99(13). 134301.
7. Sharipov G.L., Abdrakhmanov A.M., Gareev B.M., Tukhbatullin A.A. Porous SiO₂ nanoparticles containing ruthenium or sulfur compounds: sonochemical producing and sonoluminescence in aqueous suspensions // Ultrasonics Sonochemistry, 2020. V. 61. 104842.
8. Hiller R., Putterman S.J., Barber B.P. Spectrum of synchronous picosecond sonoluminescence. Phys. Rev. Lett., 1992. 69. P. 1182-1184.
9. Katoh R., Yanase E., Yokoi H., Usuba S., Kakudate Y., Fujiwara S. Possible new route for the production of C₆₀ by ultrasound // Ultrasonics Sonochemistry, 1998. V. 5(1). P. 37-38.
10. Sabirov D.S., Gareev B.M., Yanybin V.M., Sharipov G.L. Ubiquitous fullerenes: a detection of C₆₀ and C₇₀ under sonolysis of aqueous graphite colloidal suspensions // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2024. 680. P. 132676.
11. Sharipov G.L., Abdrakhmanov A.M., Gareev B.M., Tukhbatullin A.A. Sonoluminescence in solutions of organic aromatic luminophores: monomer and excimer luminescence of benzene, toluene and p-xylene //  Journal of Luminescence, 2021. 238. P. 118279.

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Гареев Б.М., Абдрахманов А.М., Шарипов Г.Л. СИНТЕЗ ФУЛЛЕРЕНОВ С60 И С70 ИЗ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА ПРИ ОДНОПУЗЫРЬКОВОМ СОНОЛИЗЕ // Вестник науки и образования №12 (155), 2024 [Электронный ресурс].  Гареев Б.М., Абдрахманов А.М., Шарипов Г.Л. СИНТЕЗ ФУЛЛЕРЕНОВ С60 И С70 ИЗ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА ПРИ ОДНОПУЗЫРЬКОВОМ СОНОЛИЗЕ // Вестник науки и образования №12 (155), 2024, C. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях

Tweet