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Ciel Voilé

Fabrication industrielle du noir de carbone

13 Février 2017, 21:40pm

Fabrication industrielle du noir de carbone

Pete Ramon FB :


"Les procédés de production industrielle établis pour les nanoparticules, tels que la pyrolyse produisent des millions de tonnes de noir de carbone ou des nanoparticules d'oxyde par an, ils sont effectués à pression atmosphérique". -Beilstein Journal of Nanotechnology

«Le noir de carbone est la matière noire de suie émise par les moteurs à gaz et diesel, les centrales au charbon et d'autres sources qui brûlent des combustibles fossiles. Il comprend une part importante de particules ou PM, qui est un polluant de l'air." -EPA

Les nanoparticules de noir de carbone, produites par les nanotechnologies, sont fabriquées à partir de cette suie dont parle l'EPA.

"Le noir de carbone (CB) est un type spécifique de carbone élémentaire sous forme de particules colloïdales qui est généré ou produit par des processus de combustion incomplète ou par la décomposition thermique d'hydrocarbures gazeux ou liquides [dans des conditions contrôlées]. Elle se présente comme une poudre noire fine et poussièreuse différente des sous-produits non définis de la suie et des particules d'échappement diesel générées pendant la combustion du charbon ou des hydrocarbures. »

"established industrial production processes for nanoparticles, such as flame pyrolysis yielding millions of tons of carbon black or oxide nanoparticles per year, are performed at atmospheric pressure." -Beilstein Journal of Nanotechnology

"Black carbon is the sooty black material emitted from gas and diesel engines, coal-fired power plants, and other sources that burn fossil fuel. It comprises a significant portion of particulate matter or PM, which is an air pollutant." -EPA

Nano-carbon black, as a material product in the field of Nanotechnology, is manufactured from that very soot the Environmental Protection Agency speaks of.

"Carbon Black (CB) is a specific type of elemental carbon in the form of colloidal particles that is generated or produced through incomplete combustion processes or the thermal decomposition of gaseous or liquid hydrocarbons [under controlled conditions]. It occurs as a black fine dusty powder that must be differentiated from the undefined byproducts soot and diesel exhaust particulates generated during coal or hydrocarbon combustion."

 

 

http://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/Pages/fiche-complete.aspx?no_produit=14043

Le noir de carbone appartient à une forme amorphe du carbone alors que le diamant et le graphite appartiennent à une forme cristalline du carbone. Le noir de carbone est une forme de carbone élémentaire obtenu industriellement. Il se présente sous forme de très petites particules. À cause de sa grande utilisation il est la forme de carbone élémentaire le plus fortement répandu. Le noir de carbone est produit dans des conditions minutieusement contrôlées. Le tableau suivant compare les divers procédés chimiques industriels produisant les différents types de noir de carbone dont le noir de fourneau (Furnace Black), qui est celui le plus utilisé.

Procédé chimique

Type de noir de carbone

Diamètre (nm)

Produit de départ

Combustion incomplète

Noir de fumée (Lamp black)

50-100

Hydrocarbures de goudron

Noir tunnel (Channel Black)

10-30

Gaz naturel

Noir de fourneau (Furnace Black)

10-80

Gaz naturel
Liquide aromatique

Décomposition thermique

Noir thermique (Thermal Black)

150-500

Gaz naturel

Noir d'acétylène (Acetylene Black)

35-70

Acétylène

Lorsqu'il s'agit de définir la grosseur des particules de noir de carbone, on constate que dans la documentation, qu'elles sont incorrectement identifiées comme étant des particules exceptionnellement petites, souvent définies comme étant ultrafines (plus petites que 0,1 µm ou 100 nm en diamètre aérodynamique). Lors du procédé de fabrication, les premières particules à se former dans le réacteur sont très petites et identifiées comme étant des nodules (nanoparticules d'environ 15 à 300 nm ou 0,015 à 0,300 µm). S'ensuit une séquence rapide d'élaboration d'une structure complexe à l'intérieur même du réacteur. Les nodules, presque sphériques, s'agglomèrent en agrégats (environ 85 à 500 nm) qui deviennent des structures de base indivisibles de noir de carbone. De plus, des forces électriques maintiennent des liens entre les agrégats eux-mêmes pour former des agglomérats (de 1 µm à plus de 100 µm) eux-mêmes formés de centaines à des milliers d'agrégats fortement adhérés entre-eux. Le noir de carbone commercial est sous forme d'agglomérats, lesquels ne se fragmenteront pas en agrégats. D'autre part, le noir de carbone est défini par l'IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) comme étant des particules, nodules ou agrégats ayant une dimension inférieure à 1 000 nm. Le noir de carbone est de plus transformé en granules pour en faciliter la manipulation et réduire la formation de poussières. La grosseur de ces granules est généralement de l'ordre de 0,1 à 1 mm.

 

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