ग्रेफाइट कृत्रिम ग्रेफाइट र प्राकृतिक ग्रेफाइट मा विभाजित छ, लगभग 2 बिलियन टन मा प्राकृतिक ग्रेफाइट को विश्व को प्रमाणित भण्डार।
कृत्रिम ग्रेफाइट सामान्य दबाब अन्तर्गत कार्बन युक्त सामग्रीको विघटन र गर्मी उपचार द्वारा प्राप्त गरिन्छ।यो रूपान्तरणलाई चालक शक्तिको रूपमा उच्च तापक्रम र ऊर्जा चाहिन्छ, र अव्यवस्थित संरचनालाई क्रमबद्ध ग्रेफाइट क्रिस्टल संरचनामा रूपान्तरण गरिनेछ।
ग्राफिटाइजेशन भनेको कार्बनसियस पदार्थको फराकिलो अर्थमा 2000 ℃ माथिको उच्च तापक्रम ताप उपचार कार्बन परमाणुहरूको पुनर्व्यवस्थापन हो, तर केही कार्बन सामग्रीहरू 3000 ℃ भन्दा माथिको उच्च तापक्रममा ग्राफिटाइजेशन, यस प्रकारको कार्बन सामग्रीहरूलाई "हार्ड चारकोल" भनेर चिनिन्थ्यो। सजिलो graphitized कार्बन सामग्री, परम्परागत graphitization विधि उच्च तापमान र उच्च दबाव विधि, उत्प्रेरक graphitization, रासायनिक वाष्प निक्षेप विधि, आदि समावेश गर्दछ।
ग्राफिटाइजेशन कार्बोनेसियस सामग्रीको उच्च थप मूल्य उपयोगको एक प्रभावकारी माध्यम हो।विद्वानहरूको व्यापक र गहिरो अनुसन्धान पछि, यो मूलतः अब परिपक्व छ।यद्यपि, केही प्रतिकूल कारकहरूले उद्योगमा परम्परागत ग्राफिटाइजेसनको प्रयोगलाई सीमित गर्दछ, त्यसैले नयाँ ग्राफिटाइजेशन विधिहरू अन्वेषण गर्न अपरिहार्य प्रवृत्ति हो।
19 औं शताब्दीदेखि पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिस विधि विकासको शताब्दी भन्दा बढी थियो, यसको आधारभूत सिद्धान्त र नयाँ विधिहरू निरन्तर नवाचार र विकास हो, अब अब परम्परागत धातु उद्योगमा सीमित छैन, 21 औं शताब्दीको सुरुमा, धातुमा। मौलिक धातुहरूको पग्लिएको नुन प्रणाली ठोस अक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक कमी तयारी अधिक सक्रिय मा फोकस भएको छ,
हालै, पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा ग्रेफाइट सामग्रीहरू तयार गर्ने नयाँ विधिले धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ।
क्याथोडिक ध्रुवीकरण र इलेक्ट्रोडपोजिसनको माध्यमबाट, कार्बन कच्चा मालका दुई फरक रूपहरू उच्च थपिएको मूल्यको साथ नानो-ग्रेफाइट सामग्रीमा रूपान्तरण हुन्छन्।परम्परागत ग्राफिटाइजेशन टेक्नोलोजीको तुलनामा, नयाँ ग्राफिटाइजेशन विधिमा कम ग्राफिटाइजेशन तापमान र नियन्त्रण योग्य आकारविज्ञानको फाइदाहरू छन्।
यस पेपरले इलेक्ट्रोकेमिकल विधिद्वारा ग्राफिटाइजेशनको प्रगतिको समीक्षा गर्दछ, यो नयाँ प्रविधिको परिचय दिन्छ, यसको फाइदा र बेफाइदाहरूको विश्लेषण गर्दछ, र यसको भविष्यको विकास प्रवृतिको सम्भावना गर्दछ।
पहिलो, पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइटिक क्याथोड ध्रुवीकरण विधि
1.1 कच्चा माल
हाल, कृत्रिम ग्रेफाइटको मुख्य कच्चा पदार्थ सुई कोक र उच्च ग्राफिटाइजेशन डिग्रीको पिच कोक हो, अर्थात् तेलको अवशेष र कोइला टारबाट कच्चा पदार्थको रूपमा उच्च गुणस्तरको कार्बन सामग्री उत्पादन गर्न, कम पोरोसिटी, कम सल्फर, कम खरानी। ग्रेफाइटको सामग्री र फाइदाहरू, ग्रेफाइटमा यसको तयारी पछि प्रभावको लागि राम्रो प्रतिरोध, उच्च मेकानिकल बल, कम प्रतिरोधकता,
यद्यपि, सीमित तेल भण्डार र तेलको मूल्यको उतारचढावले यसको विकासलाई रोकेको छ, त्यसैले नयाँ कच्चा पदार्थ खोज्नु तत्काल समाधान गर्नुपर्ने समस्या भएको छ।
परम्परागत ग्राफिटाइजेसन विधिहरूमा सीमितताहरू छन्, र विभिन्न ग्राफिटाइजेशन विधिहरूले विभिन्न कच्चा मालहरू प्रयोग गर्छन्।गैर-ग्राफिटाइज्ड कार्बनको लागि, परम्परागत विधिहरूले यसलाई मुश्किलले ग्राफिटाइज गर्न सक्छ, जबकि पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिसको इलेक्ट्रोकेमिकल सूत्रले कच्चा मालको सीमा तोड्छ, र लगभग सबै परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूको लागि उपयुक्त छ।
परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूमा कार्बन ब्ल्याक, सक्रिय कार्बन, कोइला, आदि समावेश छन्, जसमध्ये कोइला सबैभन्दा आशाजनक हो।कोइला-आधारित मसीले कोइलालाई अग्रसरको रूपमा लिन्छ र पूर्व-उपचार पछि उच्च तापक्रममा ग्रेफाइट उत्पादनहरूमा तयार गरिन्छ।
भर्खरै, यो पेपरले नयाँ इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरू प्रस्ताव गर्दछ, जस्तै Peng, पिघलाएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा ग्रेफाइटको उच्च क्रिस्टलिनिटीमा कार्बन ब्ल्याकलाई ग्रेफाइट गर्न सम्भव छैन, ग्रेफाइट नमूनाहरूको इलेक्ट्रोलाइसिसले पेटल आकार ग्रेफाइट न्यानोमिटर चिपहरू समावेश गर्दछ, उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र छ। लिथियम ब्याट्रीको लागि प्रयोग गर्दा क्याथोडले प्राकृतिक ग्रेफाइट भन्दा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन देखायो।
Zhu et al।न्यून गुणस्तरको कोइलालाई CaCl2 पिघलेको नुन प्रणालीमा इलेक्ट्रोलाइसिसको लागि ९५० ℃ मा राख्नुहोस्, र कम गुणस्तरको कोइलालाई उच्च क्रिस्टलिनिटीको साथ ग्रेफाइटमा सफलतापूर्वक रूपान्तरण गरियो, जसले लिथियम आयन ब्याट्रीको एनोडको रूपमा प्रयोग गर्दा राम्रो दर प्रदर्शन र लामो चक्र जीवन देखाउँदछ। ।
प्रयोगले देखाउँछ कि विभिन्न प्रकारका परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूलाई ग्रेफाइटमा पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिसको माध्यमबाट रूपान्तरण गर्न सम्भव छ, जसले भविष्यमा सिंथेटिक ग्रेफाइटको लागि नयाँ बाटो खोल्छ।
1.2 को संयन्त्र
पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिस विधिले क्याथोडको रूपमा कार्बन सामग्री प्रयोग गर्दछ र क्याथोडिक ध्रुवीकरणको माध्यमबाट उच्च क्रिस्टलीयता भएको ग्रेफाइटमा रूपान्तरण गर्दछ।वर्तमानमा, अवस्थित साहित्यले क्याथोडिक ध्रुवीकरणको सम्भावित रूपान्तरण प्रक्रियामा अक्सिजन हटाउने र कार्बन परमाणुहरूको लामो दूरीको पुन: व्यवस्थित गर्ने उल्लेख गर्दछ।
कार्बन सामग्रीमा अक्सिजनको उपस्थितिले ग्राफिटाइजेशनलाई केही हदसम्म बाधा पुर्याउँछ।परम्परागत ग्राफिटाइजेशन प्रक्रियामा, तापमान 1600K भन्दा माथि हुँदा ओक्सीजन बिस्तारै हटाइनेछ।यद्यपि, यो क्याथोडिक ध्रुवीकरण मार्फत डिअक्सिडाइज गर्न अत्यन्तै सुविधाजनक छ।
Peng, इत्यादिले पहिलो पटक प्रयोगहरूमा पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिस क्याथोडिक ध्रुवीकरण सम्भावित संयन्त्र अगाडि राख्यो, अर्थात् ग्राफिटाइजेशन सुरु गर्ने सबैभन्दा ठाउँ ठोस कार्बन माइक्रोस्फेयर/इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेसमा अवस्थित हुनुपर्छ, पहिलो कार्बन माइक्रोस्फियर आधारभूत समान व्यास वरिपरि। ग्रेफाइट खोल, र त्यसपछि कहिल्यै स्थिर निर्जल कार्बन कार्बन परमाणुहरू अधिक स्थिर बाहिरी ग्रेफाइट फ्लेकमा फैलिएन, पूर्ण रूपमा ग्रेफाइट नभएसम्म,
ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया अक्सिजन हटाउने संग छ, जुन प्रयोगहरु द्वारा पनि पुष्टि गरिएको छ।
जिन एट अल।यो दृष्टिकोण पनि प्रयोग मार्फत प्रमाणित।ग्लुकोजको कार्बनाइजेशन पछि, ग्राफिटाइजेशन (17% अक्सिजन सामग्री) गरिएको थियो।ग्रेफाइटाइजेसन पछि, मूल ठोस कार्बन क्षेत्रहरू (चित्र 1a र 1c) ले ग्रेफाइट नानोसिटहरू (चित्र 1b र 1d) मिलेर बनेको छिद्रयुक्त खोल बनायो।
कार्बन फाइबर (16% अक्सिजन) को इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा, साहित्य मा अनुमानित रूपान्तरण संयन्त्र अनुसार ग्रेफाइटाइजेशन पछि कार्बन फाइबर ग्रेफाइट ट्यूब मा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ।
विश्वास गरिएको छ कि, लामो दूरीको आन्दोलन कार्बन परमाणुहरूको क्याथोडिक ध्रुवीकरण अन्तर्गत छ उच्च क्रिस्टल ग्रेफाइट अमोर्फस कार्बन पुन: व्यवस्थित गर्न आवश्यक छ, सिंथेटिक ग्रेफाइट अद्वितीय पंखुडी आकार nanostructures बाट अक्सिजन परमाणुहरू लाभान्वित, तर ग्रेफाइट नानोमिटर संरचना कसरी प्रभाव पार्ने विशिष्ट स्पष्ट छैन, जस्तै कार्बन कंकालबाट अक्सिजन कसरी क्याथोड प्रतिक्रियामा, आदि।
हाल, संयन्त्रको अनुसन्धान प्रारम्भिक चरणमा छ, र थप अनुसन्धान आवश्यक छ।
1.3 सिंथेटिक ग्रेफाइट को रूपात्मक विशेषता
SEM ग्रेफाइटको माइक्रोस्कोपिक सतह आकारविज्ञान अवलोकन गर्न प्रयोग गरिन्छ, TEM ०.२ μm भन्दा कमको संरचनात्मक आकारविज्ञान अवलोकन गर्न प्रयोग गरिन्छ, XRD र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेफाइटको माइक्रोस्ट्रक्चर विशेषता गर्नको लागि सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने माध्यमहरू हुन्, XRD लाई क्रिस्टलको विशेषता बनाउन प्रयोग गरिन्छ। ग्रेफाइटको जानकारी, र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेफाइटको दोषहरू र क्रम डिग्रीको विशेषताहरू गर्न प्रयोग गरिन्छ।
पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइसिसको क्याथोड ध्रुवीकरणद्वारा तयार गरिएको ग्रेफाइटमा धेरै छिद्रहरू छन्।कार्बन ब्ल्याक इलेक्ट्रोलाइसिस जस्ता विभिन्न कच्चा पदार्थहरूको लागि, पंखुडी-जस्तै छिद्रपूर्ण नानोस्ट्रक्चरहरू प्राप्त गरिन्छ।इलेक्ट्रोलाइसिस पछि कार्बन ब्ल्याकमा XRD र रमन स्पेक्ट्रम विश्लेषण गरिन्छ।
827 ℃ मा, 1 घन्टाको लागि 2.6V भोल्टेजको साथ उपचार गरिसकेपछि, कार्बन ब्ल्याकको रमन स्पेक्ट्रल छवि लगभग व्यावसायिक ग्रेफाइटको जस्तै हुन्छ।कार्बन ब्ल्याकलाई विभिन्न तापक्रममा उपचार गरिसकेपछि, तीव्र ग्रेफाइट विशेषता शिखर (००२) मापन गरिन्छ।विवर्तन शिखर (002) ले ग्रेफाइटमा सुगन्धित कार्बन तहको अभिमुखीकरणको डिग्री प्रतिनिधित्व गर्दछ।
कार्बन तह जति तिखो हुन्छ, त्यति नै उन्मुख हुन्छ।
झूले प्रयोगमा क्याथोडको रूपमा शुद्ध इन्फेरियर कोइला प्रयोग गर्यो, र ग्रेफाइट गरिएको उत्पादनको माइक्रोस्ट्रक्चरलाई दानेदारबाट ठूलो ग्रेफाइट संरचनामा रूपान्तरण गरियो, र टाइट ग्रेफाइट तह पनि उच्च दर प्रसारण इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत अवलोकन गरियो।
रमन स्पेक्ट्रामा, प्रयोगात्मक अवस्थाको परिवर्तनसँगै, ID/Ig मान पनि परिवर्तन भयो।जब इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान 950 ℃ थियो, इलेक्ट्रोलाइटिक समय 6 घन्टा थियो, र इलेक्ट्रोलाइटिक भोल्टेज 2.6V थियो, सबैभन्दा कम ID/ Ig मान 0.3 थियो, र D शिखर G शिखर भन्दा धेरै कम थियो।एकै समयमा, 2D शिखरको उपस्थितिले उच्च क्रमबद्ध ग्रेफाइट संरचनाको गठनलाई पनि प्रतिनिधित्व गर्दछ।
XRD छविमा तीव्र (002) विवर्तन शिखरले उच्च क्रिस्टलीयताको साथ ग्रेफाइटमा निम्न कोइलाको सफल रूपान्तरण पनि पुष्टि गर्दछ।
ग्राफिटाइजेशन प्रक्रियामा, तापक्रम र भोल्टेजको वृद्धिले प्रवर्द्धन गर्ने भूमिका खेल्छ, तर धेरै उच्च भोल्टेजले ग्रेफाइटको उत्पादनलाई कम गर्नेछ, र धेरै उच्च तापक्रम वा धेरै लामो ग्राफिटाइजेशन समयले स्रोतहरूको बर्बादी निम्त्याउँछ, त्यसैले विभिन्न कार्बन सामग्रीहरूको लागि। , यो विशेष गरी सबैभन्दा उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्थाहरू अन्वेषण गर्न महत्त्वपूर्ण छ, फोकस र कठिनाई पनि हो।
यो पंखुडी जस्तो फ्लेक न्यानोस्ट्रक्चरमा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल गुणहरू छन्।ठूलो संख्यामा छिद्रहरूले आयनहरू छिटो घुसाउन/डिम्बेड गर्न अनुमति दिन्छ, ब्याट्रीहरूका लागि उच्च-गुणस्तरको क्याथोड सामग्रीहरू प्रदान गर्दछ, इत्यादि। त्यसैले, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि ग्राफिटाइजेशन एक धेरै सम्भावित ग्राफिटाइजेशन विधि हो।
पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोडपोजिसन विधि
2.1 कार्बन डाइअक्साइडको इलेक्ट्रोडिपोजिसन
सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण हरितगृह ग्यासको रूपमा, CO2 एक गैर-विषाक्त, हानिरहित, सस्तो र सजिलैसँग उपलब्ध नवीकरणीय स्रोत हो।यद्यपि, CO2 मा कार्बन उच्चतम अक्सिडेशन अवस्थामा छ, त्यसैले CO2 मा उच्च थर्मोडायनामिक स्थिरता छ, जसले यसलाई पुन: प्रयोग गर्न गाह्रो बनाउँछ।
CO2 इलेक्ट्रोडपोजिसनमा सबैभन्दा प्रारम्भिक अनुसन्धान 1960 को दशकमा पत्ता लगाउन सकिन्छ।Ingram et al।Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 को पग्लिएको नुन प्रणालीमा सुनको इलेक्ट्रोडमा कार्बन सफलतापूर्वक तयार गरियो।
भ्यान एट अल।ग्रेफाइट, अमोर्फस कार्बन र कार्बन नानोफाइबरहरू सहित विभिन्न घटाउने क्षमताहरूमा प्राप्त कार्बन पाउडरहरू विभिन्न संरचनाहरू थिए भनेर औंल्याए।
CO2 कब्जा गर्न पग्लिएको नुन र कार्बन सामग्री सफलता को तयारी विधि, अनुसन्धान विद्वानहरु को लामो अवधि पछि कार्बन निक्षेप गठन संयन्त्र र इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान, इलेक्ट्रोलाइटिक भोल्टेज र को संरचना समावेश अन्तिम उत्पादन मा इलेक्ट्रोलाइसिस अवस्था को प्रभाव मा केन्द्रित छन्। पग्लिएको नुन र इलेक्ट्रोडहरू, इत्यादि, CO2 को इलेक्ट्रोडिपोजिसनको लागि ग्रेफाइट सामग्रीको उच्च प्रदर्शनको तयारीले ठोस जग खडा गरेको छ।
इलेक्ट्रोलाइट परिवर्तन गरेर र उच्च CO2 क्याप्चर दक्षताको साथ CaCl2-आधारित पग्लिएको नुन प्रणाली प्रयोग गरेर, Hu et al।इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्थाहरू जस्तै इलेक्ट्रोलाइसिस तापमान, इलेक्ट्रोड संरचना र पग्लिएको नुन संरचना अध्ययन गरेर उच्च ग्राफिटाइजेशन डिग्री र कार्बन नानोट्यूबहरू र अन्य न्यानोग्राफाइट संरचनाहरूको साथ ग्राफिन सफलतापूर्वक तयार गरियो।
कार्बोनेट प्रणालीको तुलनामा, CaCl2 सँग सस्तो र प्राप्त गर्न सजिलो, उच्च चालकता, पानीमा घुलनशील सजिलो, र अक्सिजन आयनको उच्च घुलनशीलताका फाइदाहरू छन्, जसले CO2 लाई उच्च थप मूल्यको साथ ग्रेफाइट उत्पादनहरूमा रूपान्तरणको लागि सैद्धान्तिक अवस्थाहरू प्रदान गर्दछ।
२.२ रूपान्तरण संयन्त्र
पग्लिएको नुनबाट CO2 को इलेक्ट्रोडिपोजिसनद्वारा उच्च मूल्य-अभिवृद्धि कार्बन सामग्रीको तयारीमा मुख्यतया CO2 क्याप्चर र अप्रत्यक्ष कमी समावेश छ।CO2 को क्याप्चर नि: शुल्क O2 द्वारा पूरा हुन्छ- पिघलेको नुनमा, समीकरण (1) मा देखाइए अनुसार:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
हाल, तीन अप्रत्यक्ष कमी प्रतिक्रिया संयन्त्र प्रस्तावित गरिएको छ: एक-चरण प्रतिक्रिया, दुई-चरण प्रतिक्रिया र धातु कमी प्रतिक्रिया संयन्त्र।
एक-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्र पहिलो पटक Ingram द्वारा प्रस्तावित गरिएको थियो, जस्तै समीकरण (2) मा देखाइएको छ:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
दुई-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्र बोरुका एट अल द्वारा प्रस्तावित थियो, जस्तै समीकरण (3-4) मा देखाइएको छ:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
धातु घटाउने प्रतिक्रिया को संयन्त्र Deanhardt et al द्वारा प्रस्तावित गरिएको थियो।तिनीहरूले विश्वास गरे कि धातु आयनहरू पहिले क्याथोडमा धातुमा घटाइयो, र त्यसपछि धातुलाई कार्बोनेट आयनहरूमा घटाइयो, जस्तै समीकरण (5 ~ 6):
M- + E – → M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
वर्तमानमा, एक-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्र सामान्यतया अवस्थित साहित्यमा स्वीकार गरिएको छ।
यिन एट अल।क्याथोडको रूपमा निकल, एनोडको रूपमा टिन डाइअक्साइड र सन्दर्भ इलेक्ट्रोडको रूपमा चाँदीको तार सहितको Li-Na-K कार्बोनेट प्रणालीको अध्ययन गर्यो, र निकल क्याथोडमा चित्र 2 (100 mV/s को स्क्यान गर्ने दर) मा चक्रीय भोल्टामेट्री परीक्षण फिगर प्राप्त गर्यो, र फेला पारियो। कि त्यहाँ नकारात्मक स्क्यानिङमा केवल एक कटौती शिखर (-2.0V मा) थियो।
त्यसकारण, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि कार्बोनेट को कमी को समयमा मात्र एक प्रतिक्रिया भयो।
गाओ एट अल।एउटै कार्बोनेट प्रणालीमा समान चक्रीय भोल्टमेट्री प्राप्त भयो।
Ge et al।LiCl-Li2CO3 प्रणालीमा CO2 खिच्नको लागि निष्क्रिय एनोड र टंगस्टन क्याथोड प्रयोग गर्यो र समान छविहरू प्राप्त गर्यो, र नकारात्मक स्क्यानिङमा कार्बन निक्षेपको घटाउने शिखर मात्र देखा पर्यो।
क्षारीय धातु पिघलेको नुन प्रणालीमा, क्याथोड द्वारा कार्बन जम्मा गर्दा क्षारी धातु र CO उत्पन्न हुनेछ।यद्यपि, कार्बन डिपोजिसन प्रतिक्रियाको थर्मोडायनामिक अवस्थाहरू कम तापक्रममा कम भएकाले, प्रयोगमा कार्बोनेटको कार्बनमा कमी मात्र पत्ता लगाउन सकिन्छ।
2.3 ग्रेफाइट उत्पादनहरू तयार गर्न पग्लिएको नुन द्वारा CO2 क्याप्चर
उच्च मूल्यमा थपिएका ग्रेफाइट न्यानोमटेरियलहरू जस्तै ग्राफिन र कार्बन नानोट्यूबहरू प्रयोगात्मक अवस्थाहरू नियन्त्रण गरेर पग्लिएको नुनबाट CO2 को इलेक्ट्रोडपोजिसनद्वारा तयार गर्न सकिन्छ।हु एट अल।CaCl2-NaCl-CaO पग्लिएको नुन प्रणालीमा क्याथोडको रूपमा स्टेनलेस स्टील प्रयोग गरियो र विभिन्न तापक्रममा 2.6V स्थिर भोल्टेजको अवस्थामा 4 घण्टाको लागि इलेक्ट्रोलाइज गरियो।
फलामको उत्प्रेरक र ग्रेफाइट तहहरू बीच सीओको विस्फोटक प्रभावको लागि धन्यवाद, क्याथोडको सतहमा ग्राफिन भेटियो।ग्राफिनको तयारी प्रक्रिया चित्र ३ मा देखाइएको छ।
तस्वीर
पछि अध्ययनहरूले CaCl2-NaClCaO पग्लिएको नुन प्रणालीको आधारमा Li2SO4 थप्यो, इलेक्ट्रोलाइसिसको तापमान 625 ℃ थियो, इलेक्ट्रोलाइसिसको 4 घण्टा पछि, कार्बनको क्याथोडिक डिपोजिसनमा एकै समयमा ग्राफिन र कार्बन नानोट्यूबहरू फेला पर्यो, अध्ययनले Li+ र SO4 2 लाई पत्ता लगायो। - ग्राफिटाइजेशनमा सकारात्मक प्रभाव ल्याउन।
सल्फर पनि सफलतापूर्वक कार्बन शरीर मा एकीकृत छ, र अल्ट्रा-पातलो ग्रेफाइट पाना र filamentous कार्बन इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्था नियन्त्रण गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ।
ग्रेफिनको निर्माणको लागि उच्च र कमको इलेक्ट्रोलाइटिक तापक्रम महत्त्वपूर्ण हुन्छ, जब 800 ℃ भन्दा माथिको तापक्रम कार्बनको सट्टा CO उत्पन्न गर्न सजिलो हुन्छ, 950 ℃ भन्दा बढी हुँदा लगभग कुनै कार्बन जम्मा हुँदैन, त्यसैले तापमान नियन्त्रण अत्यन्त महत्त्वपूर्ण छ। graphene र कार्बन नानोट्यूब उत्पादन गर्न, र क्याथोड स्थिर graphene उत्पन्न गर्न सुनिश्चित गर्न को लागी आवश्यक कार्बन निक्षेप प्रतिक्रिया CO प्रतिक्रिया समन्वय पुनर्स्थापना गर्न।
यी कार्यहरूले CO2 द्वारा न्यानो-ग्रेफाइट उत्पादनहरूको तयारीको लागि नयाँ विधि प्रदान गर्दछ, जुन हरितगृह ग्यासहरूको समाधान र ग्रेफिनको तयारीको लागि ठूलो महत्त्व हो।
3. सारांश र आउटलुक
नयाँ ऊर्जा उद्योगको द्रुत विकासको साथ, प्राकृतिक ग्रेफाइटले वर्तमान माग पूरा गर्न असमर्थ भएको छ, र कृत्रिम ग्रेफाइटमा प्राकृतिक ग्रेफाइट भन्दा राम्रो भौतिक र रासायनिक गुणहरू छन्, त्यसैले सस्तो, कुशल र वातावरण मैत्री ग्रेफाइटाइजेशन दीर्घकालीन लक्ष्य हो।
क्याथोडिक ध्रुवीकरण र इलेक्ट्रोकेमिकल डिपोजिसनको विधिको साथ ठोस र ग्यासयुक्त कच्चा पदार्थहरूमा इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरू ग्राफिटाइजेशन सफलतापूर्वक उच्च थप मूल्यको साथ ग्रेफाइट सामग्रीबाट बाहिर थियो, ग्राफिटाइजेशनको परम्परागत तरीकाको तुलनामा, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि उच्च दक्षताको छ, कम ऊर्जा खपत, हरियो पर्यावरण संरक्षण, एकै समयमा चयन सामग्री द्वारा सीमित सीमित लागि, विभिन्न इलेक्ट्रोलिसिस अवस्था अनुसार ग्रेफाइट संरचना को विभिन्न आकार विज्ञान मा तयार गर्न सकिन्छ,
यसले सबै प्रकारका आकारहीन कार्बन र हरितगृह ग्यासहरूलाई मूल्यवान न्यानो-संरचित ग्रेफाइट सामग्रीमा रूपान्तरण गर्न प्रभावकारी तरिका प्रदान गर्दछ र राम्रो अनुप्रयोगको सम्भावना छ।
अहिले यो प्रविधि प्रारम्भिक अवस्थामा छ।इलेक्ट्रोकेमिकल विधिद्वारा ग्राफिटाइजेशनमा थोरै अध्ययनहरू छन्, र त्यहाँ अझै धेरै अज्ञात प्रक्रियाहरू छन्।तसर्थ, कच्चा मालबाट सुरु गर्न र विभिन्न आकाररहित कार्बनहरूमा व्यापक र व्यवस्थित अध्ययन सञ्चालन गर्न आवश्यक छ, र एकै समयमा गहिरो स्तरमा ग्रेफाइट रूपान्तरणको थर्मोडाइनामिक्स र गतिशीलता अन्वेषण गर्न आवश्यक छ।
यी ग्रेफाइट उद्योगको भविष्यको विकासको लागि दूरगामी महत्त्व छ।
पोस्ट समय: मे-10-2021