Mécanisme de formation de particules de noir de carbone lors de la décomposition thermique de benzène

I. — Étude cinétique

Centre de Recherches sur la Physico-Chimie des Surfaces Solides, 24, avenue du Président Kennedy, 68200 Mulhouse, France.

Résumé

Les auteurs ont montré que le noir de carbone, obtenu par décomposition thermique de benzène dilué dans un courant d’azote, se forme selon le mécanisme suivant : l’hydrocarbure initial se transforme en macromolécules dont la pression partielle croît avec le temps de séjour dans le réacteur, jusqu’à ce que la sursaturation soit suffisante pour provoquer la condensation des macromolécules en gouttelettes. La formation de germes liquides entraîne une décroissance importante de la sursaturation et la formation d’autres noyaux liquides devient impossible. Les macromolécules qui continuent de se former font croître les noyaux. Les gouttelettes liquides se transforment chimiquement en un matériau solide (déshydrogénation et transpositions conduisant à un matériau du type graphitique).

Abstract

It has been shown that carbon black, obtained by thermal decomposition of benzene diluted in a stream of nitrogen, is formed according to the following mechanism : the initial hydrocarbon is transformed into macromolecules. The partial pressure of the macromolecules increases with reaction time until a sursaturation is high enough to induce their condensation into droplets. The formation of liquid nuclei eliminates the supersaturation, and the formation of additionnai liquid nuclei becomes impossible. The macromolecules which continue to be formed maintain the nuclei growth. The liquid droplets are pyrolysed into a solid material.