Ο γραφίτης χωρίζεται σε τεχνητό γραφίτη και φυσικό γραφίτη, τα αποδεδειγμένα αποθέματα φυσικού γραφίτη στον κόσμο σε περίπου 2 δισεκατομμύρια τόνους.
Ο τεχνητός γραφίτης λαμβάνεται με την αποσύνθεση και τη θερμική επεξεργασία υλικών που περιέχουν άνθρακα υπό κανονική πίεση.Αυτός ο μετασχηματισμός απαιτεί αρκετά υψηλή θερμοκρασία και ενέργεια ως κινητήρια δύναμη και η διαταραγμένη δομή θα μετατραπεί σε μια διατεταγμένη κρυσταλλική δομή γραφίτη.
Η γραφιτοποίηση είναι με την ευρεία έννοια του ανθρακούχου υλικού μέσω αναδιάταξης ατόμων άνθρακα θερμικής επεξεργασίας πάνω από 2000 ℃ υψηλής θερμοκρασίας, ωστόσο ορισμένα υλικά άνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία πάνω από 3000 ℃ γραφιτισμός, αυτό το είδος υλικών άνθρακα ήταν γνωστό ως «σκληρός άνθρακας», για υλικά άνθρακα εύκολα γραφιτοποιημένα, η παραδοσιακή μέθοδος γραφιτοποίησης περιλαμβάνει μέθοδο υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, καταλυτική γραφιτοποίηση, μέθοδο χημικής εναπόθεσης ατμών κ.λπ.
Ο γραφιτισμός είναι ένα αποτελεσματικό μέσο αξιοποίησης υψηλής προστιθέμενης αξίας ανθρακούχων υλικών.Μετά από εκτεταμένη και σε βάθος έρευνα από μελετητές, είναι βασικά ώριμο τώρα.Ωστόσο, ορισμένοι δυσμενείς παράγοντες περιορίζουν την εφαρμογή της παραδοσιακής γραφιτοποίησης στη βιομηχανία, επομένως είναι αναπόφευκτη τάση η διερεύνηση νέων μεθόδων γραφιτοποίησης.
Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος δεδομένου ότι ο 19ος αιώνας ήταν περισσότερο από έναν αιώνα ανάπτυξης, η βασική της θεωρία και οι νέες μέθοδοι είναι συνεχώς καινοτομία και ανάπτυξη, τώρα δεν περιορίζεται πλέον στην παραδοσιακή μεταλλουργική βιομηχανία, στις αρχές του 21ου αιώνα, το μέταλλο στο το σύστημα τετηγμένου αλατιού στερεό οξείδιο ηλεκτρολυτικής αναγωγής της προετοιμασίας των στοιχειωδών μετάλλων έχει γίνει το επίκεντρο στα πιο ενεργά,
Πρόσφατα, μια νέα μέθοδος για την παρασκευή υλικών γραφίτη με ηλεκτρόλυση λιωμένου άλατος έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή.
Μέσω της καθοδικής πόλωσης και της ηλεκτροαπόθεσης, οι δύο διαφορετικές μορφές πρώτων υλών άνθρακα μετατρέπονται σε υλικά νανογραφίτη με υψηλή προστιθέμενη αξία.Σε σύγκριση με την παραδοσιακή τεχνολογία γραφιτοποίησης, η νέα μέθοδος γραφιτοποίησης έχει τα πλεονεκτήματα της χαμηλότερης θερμοκρασίας γραφιτοποίησης και της ελεγχόμενης μορφολογίας.
Αυτή η εργασία εξετάζει την πρόοδο της γραφιτοποίησης με ηλεκτροχημική μέθοδο, εισάγει αυτή τη νέα τεχνολογία, αναλύει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της και προοπτικές για τη μελλοντική αναπτυξιακή της τάση.
Πρώτα, μέθοδος πόλωσης ηλεκτρολυτικής καθόδου λιωμένου άλατος
1.1 η πρώτη ύλη
Επί του παρόντος, η κύρια πρώτη ύλη του τεχνητού γραφίτη είναι ο οπτάνθρακας βελόνας και ο οπτάνθρακας πίσσας υψηλού βαθμού γραφιτοποίησης, δηλαδή από τα υπολείμματα λαδιού και την λιθανθρακόπισσα ως πρώτη ύλη για την παραγωγή υλικών άνθρακα υψηλής ποιότητας, με χαμηλό πορώδες, χαμηλό θείο, χαμηλή τέφρα περιεχόμενο και πλεονεκτήματα της γραφιτοποίησης, μετά την προετοιμασία του σε γραφίτη έχει καλή αντοχή στην κρούση, υψηλή μηχανική αντοχή, χαμηλή ειδική αντίσταση,
Ωστόσο, τα περιορισμένα αποθέματα πετρελαίου και οι διακυμάνσεις των τιμών του πετρελαίου έχουν περιορίσει την ανάπτυξή του, επομένως η αναζήτηση νέων πρώτων υλών έχει γίνει ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι γραφιτοποίησης έχουν περιορισμούς και διαφορετικές μέθοδοι γραφιτοποίησης χρησιμοποιούν διαφορετικές πρώτες ύλες.Για τον μη γραφιτοποιημένο άνθρακα, οι παραδοσιακές μέθοδοι δύσκολα μπορούν να τον γραφιτίσουν, ενώ η ηλεκτροχημική φόρμουλα της ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος ξεπερνά τον περιορισμό των πρώτων υλών και είναι κατάλληλη για όλα σχεδόν τα παραδοσιακά υλικά άνθρακα.
Τα παραδοσιακά υλικά άνθρακα περιλαμβάνουν το μαύρο άνθρακα, τον ενεργό άνθρακα, τον άνθρακα κ.λπ., μεταξύ των οποίων ο άνθρακας είναι ο πιο πολλά υποσχόμενος.Το μελάνι με βάση τον άνθρακα παίρνει τον άνθρακα ως πρόδρομο και παρασκευάζεται σε προϊόντα γραφίτη σε υψηλή θερμοκρασία μετά από προεπεξεργασία.
Πρόσφατα, αυτό το έγγραφο προτείνει νέες ηλεκτροχημικές μεθόδους, όπως το Peng, με ηλεκτρόλυση λιωμένου άλατος είναι απίθανο να γραφιτοποιηθεί μαύρος άνθρακας στην υψηλή κρυσταλλικότητα του γραφίτη, η ηλεκτρόλυση δειγμάτων γραφίτη που περιέχουν τσιπς νανομέτρων γραφίτη σχήματος πετάλου, έχει υψηλή ειδική επιφάνεια. όταν χρησιμοποιείται για μπαταρία λιθίου, η κάθοδος έδειξε εξαιρετική ηλεκτροχημική απόδοση περισσότερο από τον φυσικό γραφίτη.
Οι Zhu et al.βάλτε τον επεξεργασμένο άνθρακα χαμηλής ποιότητας σε σύστημα λιωμένου άλατος CaCl2 για ηλεκτρόλυση στους 950 ℃ και μετέτρεψε με επιτυχία τον άνθρακα χαμηλής ποιότητας σε γραφίτη με υψηλή κρυσταλλικότητα, ο οποίος έδειξε καλή απόδοση ρυθμού και μεγάλη διάρκεια ζωής όταν χρησιμοποιήθηκε ως άνοδος μπαταρίας ιόντων λιθίου .
Το πείραμα δείχνει ότι είναι εφικτό να μετατραπούν διαφορετικοί τύποι παραδοσιακών υλικών άνθρακα σε γραφίτη μέσω ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος, που ανοίγει έναν νέο δρόμο για τον μελλοντικό συνθετικό γραφίτη.
1.2 ο μηχανισμός του
Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος χρησιμοποιεί υλικό άνθρακα ως κάθοδο και το μετατρέπει σε γραφίτη με υψηλή κρυσταλλικότητα μέσω καθοδικής πόλωσης.Προς το παρόν, η υπάρχουσα βιβλιογραφία αναφέρει την αφαίρεση του οξυγόνου και την αναδιάταξη των ατόμων άνθρακα σε μεγάλες αποστάσεις στη πιθανή διαδικασία μετατροπής της καθοδικής πόλωσης.
Η παρουσία οξυγόνου σε υλικά άνθρακα θα εμποδίσει τη γραφιτοποίηση σε κάποιο βαθμό.Στην παραδοσιακή διαδικασία γραφιτοποίησης, το οξυγόνο θα αφαιρείται αργά όταν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από 1600K.Ωστόσο, είναι εξαιρετικά βολικό να αποοξειδώνεται μέσω καθοδικής πόλωσης.
Ο Peng, κ.λπ. στα πειράματα για πρώτη φορά πρότεινε τον μηχανισμό δυναμικού καθοδικής πόλωσης της ηλεκτρόλυσης λιωμένου αλατιού, δηλαδή η γραφιτοποίηση που πρέπει να ξεκινήσει είναι να βρίσκεται σε διεπαφή στερεών μικροσφαιρών άνθρακα/ηλεκτρολύτη, η πρώτη μικροσφαιρία άνθρακα σχηματίζεται γύρω από μια βασική ίδια διάμετρο κέλυφος γραφίτη και, στη συνέχεια, ποτέ σταθερά άνυδρα άτομα άνθρακα που εξαπλώνονται σε πιο σταθερή εξωτερική νιφάδα γραφίτη, μέχρι να γραφιτοποιηθούν πλήρως,
Η διαδικασία γραφιτοποίησης συνοδεύεται από αφαίρεση οξυγόνου, κάτι που επιβεβαιώνεται και από πειράματα.
Οι Jin et al.απέδειξε και αυτή την άποψη μέσα από πειράματα.Μετά την ενανθράκωση της γλυκόζης, πραγματοποιήθηκε γραφιτοποίηση (περιεκτικότητα 17% σε οξυγόνο).Μετά τη γραφιτοποίηση, οι αρχικές σφαίρες στερεού άνθρακα (Εικ. 1a και 1c) σχημάτισαν ένα πορώδες κέλυφος που αποτελείται από νανοφύλλα γραφίτη (Εικ. 1b και 1d).
Με ηλεκτρόλυση ινών άνθρακα (16% οξυγόνο), οι ίνες άνθρακα μπορούν να μετατραπούν σε σωλήνες γραφίτη μετά τη γραφιτοποίηση σύμφωνα με τον μηχανισμό μετατροπής που εικάζεται στη βιβλιογραφία
Πιστεύεται ότι, η κίνηση μεγάλων αποστάσεων είναι υπό καθοδική πόλωση των ατόμων άνθρακα, ο γραφίτης με υψηλό κρύσταλλο σε άμορφο άνθρακα πρέπει να επεξεργαστεί. όπως το οξυγόνο από τον σκελετό άνθρακα μετά το πώς στην αντίδραση της καθόδου κ.λπ.,
Προς το παρόν, η έρευνα για τον μηχανισμό βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο και χρειάζεται περαιτέρω έρευνα.
1.3 Μορφολογικός χαρακτηρισμός συνθετικού γραφίτη
Το SEM χρησιμοποιείται για την παρατήρηση της μικροσκοπικής επιφανειακής μορφολογίας του γραφίτη, το TEM χρησιμοποιείται για την παρατήρηση της δομικής μορφολογίας μικρότερη από 0,2 μm, η φασματοσκοπία XRD και Raman είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μέσα για τον χαρακτηρισμό της μικροδομής του γραφίτη, η XRD χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό του κρυστάλλου πληροφορίες του γραφίτη και η φασματοσκοπία Raman χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των ελαττωμάτων και του βαθμού τάξης του γραφίτη.
Υπάρχουν πολλοί πόροι στον γραφίτη που παρασκευάζεται με πόλωση καθόδου της ηλεκτρόλυσης τετηγμένου άλατος.Για διαφορετικές πρώτες ύλες, όπως η ηλεκτρόλυση αιθάλης, λαμβάνονται πορώδεις νανοδομές που μοιάζουν με πέταλα.Η ανάλυση του φάσματος XRD και Raman διεξάγεται στην αιθάλη μετά την ηλεκτρόλυση.
Στους 827 ℃, μετά από επεξεργασία με τάση 2,6 V για 1 ώρα, η φασματική εικόνα Raman της αιθάλης είναι σχεδόν ίδια με αυτή του εμπορικού γραφίτη.Μετά την επεξεργασία της αιθάλης με διαφορετικές θερμοκρασίες, μετράται η χαρακτηριστική κορυφή του αιχμηρού γραφίτη (002).Η κορυφή περίθλασης (002) αντιπροσωπεύει τον βαθμό προσανατολισμού του στρώματος αρωματικού άνθρακα στον γραφίτη.
Όσο πιο αιχμηρό είναι το στρώμα άνθρακα, τόσο πιο προσανατολισμένο είναι.
Ο Zhu χρησιμοποίησε τον καθαρισμένο κατώτερο άνθρακα ως κάθοδο στο πείραμα και η μικροδομή του γραφιτοποιημένου προϊόντος μετατράπηκε από κοκκώδη σε μεγάλη δομή γραφίτη και το σφιχτό στρώμα γραφίτη παρατηρήθηκε επίσης κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης υψηλής ταχύτητας.
Στα φάσματα Raman, με την αλλαγή των πειραματικών συνθηκών, άλλαξε και η τιμή ID/Ig.Όταν η ηλεκτρολυτική θερμοκρασία ήταν 950 ℃, ο ηλεκτρολυτικός χρόνος ήταν 6 ώρες και η ηλεκτρολυτική τάση ήταν 2,6 V, η χαμηλότερη τιμή ID/Ig ήταν 0,3 και η κορυφή D ήταν πολύ χαμηλότερη από την κορυφή G.Ταυτόχρονα, η εμφάνιση της αιχμής 2D αντιπροσώπευε επίσης το σχηματισμό μιας πολύ διατεταγμένης δομής γραφίτη.
Η αιχμηρή κορυφή περίθλασης (002) στην εικόνα XRD επιβεβαιώνει επίσης την επιτυχή μετατροπή του κατώτερου άνθρακα σε γραφίτη με υψηλή κρυσταλλικότητα.
Στη διαδικασία γραφιτοποίησης, η αύξηση της θερμοκρασίας και της τάσης θα διαδραματίσει προωθητικό ρόλο, αλλά η πολύ υψηλή τάση θα μειώσει την απόδοση του γραφίτη και η πολύ υψηλή θερμοκρασία ή ο πολύ μεγάλος χρόνος γραφιτοποίησης θα οδηγήσει σε σπατάλη πόρων, έτσι για διαφορετικά υλικά άνθρακα , είναι ιδιαίτερα σημαντικό να εξερευνήσετε τις πιο κατάλληλες ηλεκτρολυτικές συνθήκες, είναι επίσης η εστίαση και η δυσκολία.
Αυτή η νανοδομή νιφάδων που μοιάζει με πέταλο έχει εξαιρετικές ηλεκτροχημικές ιδιότητες.Ένας μεγάλος αριθμός πόρων επιτρέπει στα ιόντα να εισαχθούν/ενσωματωθούν γρήγορα, παρέχοντας υψηλής ποιότητας υλικά καθόδου για μπαταρίες κ.λπ. Επομένως, η ηλεκτροχημική μέθοδος γραφιτοποίησης είναι μια πολύ πιθανή μέθοδος γραφιτοποίησης.
Μέθοδος ηλεκτροαπόθεσης λιωμένου άλατος
2.1 Ηλεκτροαπόθεση διοξειδίου του άνθρακα
Ως το πιο σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου, το CO2 είναι επίσης ένας μη τοξικός, ακίνδυνος, φθηνός και εύκολα διαθέσιμος ανανεώσιμος πόρος.Ωστόσο, ο άνθρακας στο CO2 βρίσκεται στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης, επομένως το CO2 έχει υψηλή θερμοδυναμική σταθερότητα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την επαναχρησιμοποίηση.
Η παλαιότερη έρευνα για την ηλεκτροαπόθεση CO2 μπορεί να εντοπιστεί στη δεκαετία του 1960.Ingram et al.παρασκευάστηκε επιτυχώς άνθρακας σε ηλεκτρόδιο χρυσού στο σύστημα τετηγμένου αλατιού του Li2CO3-Na2CO3-K2CO3.
Van et al.επισήμανε ότι οι σκόνες άνθρακα που ελήφθησαν σε διαφορετικά δυναμικά αναγωγής είχαν διαφορετικές δομές, συμπεριλαμβανομένων των νανοϊνών γραφίτη, άμορφου άνθρακα και άνθρακα.
Με το λιωμένο αλάτι για τη δέσμευση CO2 και τη μέθοδο παρασκευής του υλικού άνθρακα, μετά από μια μακρά περίοδο έρευνας, οι μελετητές επικεντρώθηκαν στον μηχανισμό σχηματισμού εναπόθεσης άνθρακα και στην επίδραση των συνθηκών ηλεκτρόλυσης στο τελικό προϊόν, που περιλαμβάνουν την ηλεκτρολυτική θερμοκρασία, την ηλεκτρολυτική τάση και τη σύνθεση του λιωμένο αλάτι και ηλεκτρόδια κ.λπ., η προετοιμασία υλικών γραφίτη υψηλής απόδοσης για ηλεκτροαπόθεση CO2 έχει θέσει γερές βάσεις.
Με την αλλαγή του ηλεκτρολύτη και τη χρήση συστήματος τετηγμένου αλατιού με βάση το CaCl2 με υψηλότερη απόδοση δέσμευσης CO2, οι Hu et al.παρασκεύασε επιτυχώς γραφένιο με υψηλότερο βαθμό γραφιτοποίησης και νανοσωλήνες άνθρακα και άλλες δομές νανογραφίτη μελετώντας ηλεκτρολυτικές συνθήκες όπως η θερμοκρασία ηλεκτρόλυσης, η σύνθεση ηλεκτροδίων και η σύνθεση τετηγμένου άλατος.
Σε σύγκριση με το ανθρακικό σύστημα, το CaCl2 έχει τα πλεονεκτήματα του φθηνού και εύκολου στην λήψη, της υψηλής αγωγιμότητας, της εύκολης διάλυσης στο νερό και της υψηλότερης διαλυτότητας των ιόντων οξυγόνου, τα οποία παρέχουν θεωρητικές συνθήκες για τη μετατροπή του CO2 σε προϊόντα γραφίτη με υψηλή προστιθέμενη αξία.
2.2 Μηχανισμός Μετασχηματισμού
Η παρασκευή υλικών άνθρακα υψηλής προστιθέμενης αξίας με ηλεκτροαπόθεση CO2 από τετηγμένο αλάτι περιλαμβάνει κυρίως δέσμευση CO2 και έμμεση αναγωγή.Η δέσμευση του CO2 ολοκληρώνεται με ελεύθερο O2- σε τετηγμένο αλάτι, όπως φαίνεται στην Εξίσωση (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
Επί του παρόντος, έχουν προταθεί τρεις μηχανισμοί έμμεσης αντίδρασης αναγωγής: αντίδραση ενός σταδίου, αντίδραση δύο σταδίων και μηχανισμός αντίδρασης αναγωγής μετάλλου.
Ο μηχανισμός αντίδρασης ενός σταδίου προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ingram, όπως φαίνεται στην Εξίσωση (2):
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
Ο μηχανισμός αντίδρασης δύο σταδίων προτάθηκε από τους Borucka et al., όπως φαίνεται στην Εξίσωση (3-4):
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
Ο μηχανισμός της αντίδρασης αναγωγής μετάλλου προτάθηκε από τους Deanhardt et al.Πίστευαν ότι τα μεταλλικά ιόντα αρχικά ανήχθησαν σε μέταλλο στην κάθοδο, και στη συνέχεια το μέταλλο ανήχθη σε ανθρακικά ιόντα, όπως φαίνεται στην Εξίσωση (5~6):
M- + E – →M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
Επί του παρόντος, ο μηχανισμός αντίδρασης ενός σταδίου είναι γενικά αποδεκτός στην υπάρχουσα βιβλιογραφία.
Yin et al.μελέτησε το σύστημα ανθρακικού Li-Na-K με το νικέλιο ως κάθοδο, το διοξείδιο του κασσιτέρου ως άνοδο και το σύρμα αργύρου ως ηλεκτρόδιο αναφοράς, και έλαβε το σχήμα δοκιμής κυκλικής βολταμετρίας στο Σχήμα 2 (ρυθμός σάρωσης 100 mV/s) στην κάθοδο νικελίου και βρέθηκε ότι υπήρχε μόνο μία κορυφή μείωσης (στα -2,0 V) στην αρνητική σάρωση.
Επομένως, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι μόνο μία αντίδραση συνέβη κατά τη διάρκεια της αναγωγής του ανθρακικού.
Οι Gao et al.έλαβε την ίδια κυκλική βολταμετρία στο ίδιο ανθρακικό σύστημα.
Οι Ge et al.χρησιμοποίησε αδρανή άνοδο και κάθοδο βολφραμίου για τη σύλληψη CO2 στο σύστημα LiCl-Li2CO3 και έλαβε παρόμοιες εικόνες και μόνο μια κορύφωση μείωσης της εναπόθεσης άνθρακα εμφανίστηκε στην αρνητική σάρωση.
Στο σύστημα τετηγμένου αλατιού αλκαλικού μετάλλου, θα δημιουργηθούν αλκαλιμέταλλα και CO ενώ ο άνθρακας εναποτίθεται από την κάθοδο.Ωστόσο, επειδή οι θερμοδυναμικές συνθήκες της αντίδρασης εναπόθεσης άνθρακα είναι χαμηλότερες σε χαμηλότερη θερμοκρασία, μόνο η αναγωγή του ανθρακικού σε άνθρακα μπορεί να ανιχνευθεί στο πείραμα.
2.3 Σύλληψη CO2 από τηγμένο αλάτι για την παρασκευή προϊόντων γραφίτη
Τα νανοϋλικά γραφίτη υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως το γραφένιο και οι νανοσωλήνες άνθρακα, μπορούν να παρασκευαστούν με ηλεκτροαπόθεση CO2 από τηγμένο αλάτι ελέγχοντας τις πειραματικές συνθήκες.Οι Hu et al.χρησιμοποίησε ανοξείδωτο χάλυβα ως κάθοδο στο σύστημα τετηγμένου άλατος CaCl2-NaCl-CaO και ηλεκτρολύθηκε για 4 ώρες υπό την προϋπόθεση σταθερής τάσης 2,6 V σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Χάρη στην κατάλυση του σιδήρου και την εκρηκτική επίδραση του CO μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη, βρέθηκε γραφένιο στην επιφάνεια της καθόδου.Η διαδικασία παρασκευής του γραφενίου φαίνεται στο Σχ. 3.
Η εικόνα
Αργότερα προστέθηκαν Li2SO4 με βάση το σύστημα τετηγμένου αλατιού CaCl2-NaClCaO, η θερμοκρασία ηλεκτρόλυσης ήταν 625 ℃, μετά από 4 ώρες ηλεκτρόλυσης, την ίδια στιγμή στην καθοδική εναπόθεση άνθρακα βρέθηκαν γραφένιο και νανοσωλήνες άνθρακα, η μελέτη διαπίστωσε ότι Li+ και SO4 2 - να επιφέρει θετική επίδραση στη γραφιτοποίηση.
Το θείο ενσωματώνεται επίσης επιτυχώς στο σώμα άνθρακα και εξαιρετικά λεπτά φύλλα γραφίτη και νηματώδης άνθρακας μπορούν να ληφθούν ελέγχοντας τις ηλεκτρολυτικές συνθήκες.
Υλικό όπως η ηλεκτρολυτική θερμοκρασία υψηλής και χαμηλής για το σχηματισμό γραφενίου είναι κρίσιμο, όταν η θερμοκρασία μεγαλύτερη από 800 ℃ είναι ευκολότερο να παραχθεί CO αντί για άνθρακα, σχεδόν καμία εναπόθεση άνθρακα όταν είναι υψηλότερη από 950 ℃, επομένως ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι εξαιρετικά σημαντικός για την παραγωγή γραφενίου και νανοσωλήνων άνθρακα, και την αποκατάσταση της ανάγκης αντίδρασης εναπόθεσης άνθρακα συνέργειας αντίδρασης CO για να διασφαλιστεί ότι η κάθοδος θα παράγει σταθερό γραφένιο.
Αυτές οι εργασίες παρέχουν μια νέα μέθοδο για την παρασκευή προϊόντων νανογραφίτη με CO2, η οποία έχει μεγάλη σημασία για την επίλυση αερίων του θερμοκηπίου και την παρασκευή γραφενίου.
3. Περίληψη και προοπτική
Με την ταχεία ανάπτυξη της νέας ενεργειακής βιομηχανίας, ο φυσικός γραφίτης δεν μπόρεσε να καλύψει την τρέχουσα ζήτηση και ο τεχνητός γραφίτης έχει καλύτερες φυσικές και χημικές ιδιότητες από τον φυσικό γραφίτη, επομένως η φθηνή, αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον γραφιτοποίηση είναι ένας μακροπρόθεσμος στόχος.
Ηλεκτροχημικές μέθοδοι Η γραφιτοποίηση σε στερεές και αέριες πρώτες ύλες με τη μέθοδο της καθοδικής πόλωσης και ηλεκτροχημικής εναπόθεσης ήταν επιτυχώς εκτός των υλικών γραφίτη με υψηλή προστιθέμενη αξία, σε σύγκριση με τον παραδοσιακό τρόπο γραφιτοποίησης, η ηλεκτροχημική μέθοδος είναι υψηλότερης απόδοσης, χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας. πράσινη προστασία του περιβάλλοντος, για μικρές περιορισμένες από επιλεκτικά υλικά ταυτόχρονα, σύμφωνα με τις διαφορετικές συνθήκες ηλεκτρόλυσης μπορεί να παρασκευαστεί σε διαφορετική μορφολογία δομής γραφίτη,
Παρέχει έναν αποτελεσματικό τρόπο μετατροπής όλων των ειδών άμορφου άνθρακα και αερίων θερμοκηπίου σε πολύτιμα υλικά γραφίτη με νανοδομή και έχει καλή προοπτική εφαρμογής.
Προς το παρόν, αυτή η τεχνολογία βρίσκεται στα σπάργανα.Υπάρχουν λίγες μελέτες για τη γραφιτοποίηση με ηλεκτροχημική μέθοδο, και υπάρχουν ακόμα πολλές άγνωστες διαδικασίες.Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ξεκινήσουμε από τις πρώτες ύλες και να πραγματοποιήσουμε μια ολοκληρωμένη και συστηματική μελέτη για διάφορους άμορφους άνθρακες και ταυτόχρονα να διερευνήσουμε τη θερμοδυναμική και τη δυναμική της μετατροπής του γραφίτη σε βαθύτερο επίπεδο.
Αυτά έχουν μεγάλη σημασία για τη μελλοντική ανάπτυξη της βιομηχανίας γραφίτη.
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-10-2021