Graphite ແບ່ງອອກເປັນ graphite ປອມແລະ graphite ທໍາມະຊາດ, ສະຫງວນໄວ້ທີ່ພິສູດຂອງໂລກຂອງ graphite ທໍາມະຊາດໃນປະມານ 2 ຕື້ໂຕນ.
graphite ທຽມແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການເນົ່າເປື່ອຍແລະການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸທີ່ມີກາກບອນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນປົກກະຕິ.ການຫັນປ່ຽນນີ້ຕ້ອງການອຸນຫະພູມແລະພະລັງງານສູງພຽງພໍເປັນແຮງຂັບເຄື່ອນ, ແລະໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບຈະຖືກປ່ຽນເປັນໂຄງສ້າງຜລຶກ graphite ທີ່ສັ່ງ.
Graphitization ແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມຮູ້ສຶກທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງວັດສະດຸ carbonaceous ໂດຍຜ່ານການຂ້າງເທິງ 2000 ℃ອຸນຫະພູມສູງການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນຂອງຄາບອນ atoms rearrangement, ຢ່າງໃດກໍຕາມບາງວັດສະດຸກາກບອນໃນອຸນຫະພູມສູງຂ້າງເທິງ 3000 ℃ graphitization, ປະເພດຂອງວັດສະດຸກາກບອນນີ້ເອີ້ນວ່າ "ຖ່ານແຂງ", ສໍາລັບ. ວັດສະດຸກາກບອນ graphitized ງ່າຍ, ວິທີການ graphitization ພື້ນເມືອງປະກອບມີວິທີການອຸນຫະພູມສູງແລະຄວາມກົດດັນສູງ, catalytic graphitization, ວິທີການ deposition vapor ສານເຄມີ, ແລະອື່ນໆ.
Graphitization ແມ່ນວິທີການປະສິດທິພາບຂອງການນໍາໃຊ້ມູນຄ່າເພີ່ມສູງຂອງວັດສະດຸ carbonaceous.ຫຼັງຈາກການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະເລິກເຊິ່ງໂດຍນັກວິຊາການ, ມັນເປັນຜູ້ໃຫຍ່ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວໃນປັດຈຸບັນ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ບາງປັດໃຈທີ່ບໍ່ເອື້ອອໍານວຍຈໍາກັດການນໍາໃຊ້ graphitization ແບບດັ້ງເດີມໃນອຸດສາຫະກໍາ, ສະນັ້ນມັນເປັນແນວໂນ້ມທີ່ຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະຄົ້ນຫາວິທີການ graphitization ໃຫມ່.
ວິທີການ electrolysis ເກືອ molten ນັບຕັ້ງແຕ່ສະຕະວັດທີ 19 ແມ່ນຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງສະຕະວັດຂອງການພັດທະນາ, ທິດສະດີພື້ນຖານແລະວິທີການໃຫມ່ຂອງມັນແມ່ນນະວັດຕະກໍາແລະການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນບໍ່ຈໍາກັດກັບອຸດສາຫະກໍາໂລຫະແບບດັ້ງເດີມ, ໃນຕອນຕົ້ນຂອງສະຕະວັດທີ 21, ໂລຫະໃນ. ລະບົບເກືອ molten ການກະກຽມການຫຼຸດຜ່ອນ electrolytic oxide ແຂງຂອງໂລຫະອົງປະກອບໄດ້ກາຍເປັນຈຸດສຸມໃນການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍ,
ບໍ່ດົນມານີ້, ວິທີການໃຫມ່ສໍາລັບການກະກຽມວັດສະດຸ graphite ໂດຍ electrolysis ເກືອ molten ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍ.
ໂດຍວິທີການ cathodic polarization ແລະ electrodeposition, ທັງສອງຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງວັດຖຸດິບກາກບອນແມ່ນໄດ້ຫັນເປັນວັດສະດຸ nano-graphite ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບເທກໂນໂລຍີ graphitization ແບບດັ້ງເດີມ, ວິທີການ graphitization ໃຫມ່ມີຂໍ້ດີຂອງອຸນຫະພູມ graphitization ຕ່ໍາແລະ morphology ທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້.
ເອກະສານສະບັບນີ້ທົບທວນຄວາມຄືບຫນ້າຂອງ graphitization ໂດຍວິທີການ electrochemical, ແນະນໍາເຕັກໂນໂລຊີໃຫມ່ນີ້, ວິເຄາະຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງຕົນ, ແລະຄວາມສົດໃສດ້ານແນວໂນ້ມການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງຕົນ.
ຫນ້າທໍາອິດ, molten ເກືອ electrolytic cathode polarization ວິທີການ
1.1 ວັດຖຸດິບ
ໃນປັດຈຸບັນ, ວັດຖຸດິບຕົ້ນຕໍຂອງ graphite ປອມແມ່ນເຂັມ coke ແລະ pitch coke ລະດັບ graphitization ສູງ, ຄືໂດຍ residue ນ້ໍາມັນແລະຖ່ານຫີນ tar ເປັນວັດຖຸດິບເພື່ອຜະລິດເປັນວັດສະດຸກາກບອນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ, ມີ porosity ຕ່ໍາ, ຊູນຟູຣິກຕ່ໍາ, ຂີ້ເທົ່າຕ່ໍາ. ເນື້ອໃນແລະຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງ graphitization, ຫຼັງຈາກການກະກຽມເຂົ້າໄປໃນ graphite ມີຄວາມຕ້ານທານດີຕໍ່ຜົນກະທົບ, ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ, ຄວາມຕ້ານທານຕ່ໍາ,
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສະຫງວນນ້ໍາມັນຈໍາກັດແລະລາຄານ້ໍາມັນທີ່ມີການປ່ຽນແປງໄດ້ຈໍາກັດການພັດທະນາຂອງມັນ, ດັ່ງນັ້ນການຊອກຫາວັດຖຸດິບໃຫມ່ໄດ້ກາຍເປັນບັນຫາອັນຮີບດ່ວນທີ່ຕ້ອງແກ້ໄຂ.
ວິທີການ graphitization ແບບດັ້ງເດີມມີຂໍ້ຈໍາກັດ, ແລະວິທີການ graphitization ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃຊ້ວັດຖຸດິບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ສໍາລັບຄາບອນທີ່ບໍ່ແມ່ນ graphitized, ວິທີການພື້ນເມືອງບໍ່ສາມາດ graphitize ມັນ, ໃນຂະນະທີ່ສູດ electrochemical ຂອງ electrolysis ເກືອ molten ທໍາລາຍການຈໍາກັດຂອງວັດຖຸດິບ, ແລະແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບເກືອບທຸກວັດສະດຸກາກບອນພື້ນເມືອງ.
ວັດສະດຸຄາບອນແບບດັ້ງເດີມປະກອບມີຄາບອນສີດໍາ, ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້, ຖ່ານຫີນ, ແລະອື່ນໆ, ໃນນັ້ນຖ່ານຫີນແມ່ນດີທີ່ສຸດ.ຫມຶກທີ່ໃຊ້ຖ່ານຫີນໃຊ້ເວລາຖ່ານຫີນເປັນຄາຣະວາແລະຖືກກະກຽມເຂົ້າໄປໃນຜະລິດຕະພັນ graphite ໃນອຸນຫະພູມສູງຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວກ່ອນ.
ບໍ່ດົນມານີ້, ເອກະສານສະບັບນີ້ສະເຫນີວິທີການ electrochemical ໃຫມ່, ເຊັ່ນ Peng, ໂດຍ electrolysis ເກືອ molten ຄົງຈະບໍ່ graphitized ກາກບອນສີດໍາເຂົ້າໄປໃນ crystallinity ສູງຂອງ graphite, electrolysis ຂອງຕົວຢ່າງ graphite ປະກອບດ້ວຍ chip nanometer graphite ຮູບຮ່າງ petal, ມີພື້ນທີ່ສະເພາະສູງ, ໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ສໍາລັບ cathode ຫມໍ້ໄຟ lithium ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບ electrochemical ທີ່ດີເລີດຫຼາຍກ່ວາ graphite ທໍາມະຊາດ.
Zhu et al.ເອົາຖ່ານຫີນທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ໍາ deashing ເຂົ້າໄປໃນລະບົບເກືອ CaCl2 molten ສໍາລັບ electrolysis ທີ່ 950 ℃, ແລະສົບຜົນສໍາເລັດການຫັນປ່ຽນຖ່ານຫີນທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ໍາເປັນ graphite ທີ່ມີ crystallinity ສູງ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບອັດຕາທີ່ດີແລະຊີວິດຮອບວຽນຍາວໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ເປັນ anode ຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium ion. .
ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະປ່ຽນປະເພດຕ່າງໆຂອງວັດສະດຸຄາບອນແບບດັ້ງເດີມເຂົ້າໄປໃນກາໄບທ໌ໂດຍວິທີການ electrolysis ເກືອ molten, ເຊິ່ງເປີດວິທີການໃຫມ່ສໍາລັບ graphite ສັງເຄາະໃນອະນາຄົດ.
1.2 ກົນໄກຂອງ
ວິທີການ electrolysis ເກືອ molten ໃຊ້ວັດສະດຸຄາບອນເປັນ cathode ແລະປ່ຽນເປັນ graphite ທີ່ມີ crystallinity ສູງໂດຍວິທີການ cathodic polarization.ໃນປັດຈຸບັນ, ວັນນະຄະດີທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໄດ້ກ່າວເຖິງການໂຍກຍ້າຍອອກຊິເຈນແລະໄລຍະໄກ rearrangement ຂອງອາຕອມຄາບອນໃນຂະບວນການປ່ຽນເປັນທ່າແຮງຂອງ polarization cathodic.
ການປະກົດຕົວຂອງອົກຊີໃນວັດສະດຸກາກບອນຈະຂັດຂວາງ graphitization ໃນບາງຂອບເຂດ.ໃນຂະບວນການ graphitization ແບບດັ້ງເດີມ, ອົກຊີເຈນຈະຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຊ້າໆເມື່ອອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 1600K.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສະດວກທີ່ສຸດທີ່ຈະ deoxidize ຜ່ານ polarization cathodic.
Peng, ແລະອື່ນໆໃນການທົດລອງຄັ້ງທໍາອິດໄດ້ສົ່ງຕໍ່ກົນໄກທ່າແຮງ electrolysis cathodic polarization ເກືອ molten, ຄື graphitization ສະຖານທີ່ທີ່ສຸດທີ່ຈະເລີ່ມຕົ້ນແມ່ນຕັ້ງຢູ່ໃນ microspheres ກາກບອນແຂງ / ການໂຕ້ຕອບ electrolyte, microsphere ກາກບອນທໍາອິດປະກອບເປັນປະມານເສັ້ນຜ່າສູນກາງດຽວກັນພື້ນຖານ. ແກະ graphite, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນບໍ່ເຄີຍຄົງທີ່ atom ກາກບອນຄາບອນ anhydrous ແຜ່ໄປສູ່ flake graphite ພາຍນອກທີ່ຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ຈົນກ່ວາ graphitized ຢ່າງສົມບູນ,
ຂະບວນການ graphitization ແມ່ນປະກອບດ້ວຍການໂຍກຍ້າຍຂອງອົກຊີເຈນ, ເຊິ່ງຍັງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໂດຍການທົດລອງ.
Jin et al.ຍັງໄດ້ພິສູດທັດສະນະນີ້ໂດຍຜ່ານການທົດລອງ.ຫຼັງຈາກ carbonization ຂອງ glucose, graphitization (ເນື້ອໃນອົກຊີເຈນທີ່ 17%) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ.ຫຼັງຈາກ graphitization, ທໍ່ກາກບອນແຂງຕົ້ນສະບັບ (ຮູບ 1a ແລະ 1c) ປະກອບເປັນແກະ porous ປະກອບດ້ວຍ graphite nanosheets (ຮູບ 1b ແລະ 1d).
ໂດຍ electrolysis ຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນ (16% ອົກຊີ), ເສັ້ນໃຍກາກບອນອາດຈະຖືກປ່ຽນເປັນທໍ່ graphite ຫຼັງຈາກ graphitization ຕາມກົນໄກການແປງທີ່ຄາດຄະເນໄວ້ໃນວັນນະຄະດີ.
ເຊື່ອກັນວ່າ, ການເຄື່ອນໄຫວທາງໄກແມ່ນຢູ່ພາຍໃຕ້ cathodic polarization ຂອງປະລໍາມະນູກາກບອນ, graphite ໄປເຊຍກັນສູງກັບ amorphous ຄາບອນ rearrange ຕ້ອງປະມວນຜົນ, graphite ສັງເຄາະກີບດອກເປັນເອກະລັກຮູບຮ່າງ nanostructures ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກປະລໍາມະນູອົກຊີເຈນຈາກ, ແຕ່ສະເພາະວິທີການອິດທິພົນໂຄງສ້າງ nanometer graphite ແມ່ນບໍ່ຈະແຈ້ງ, ເຊັ່ນອົກຊີເຈນຈາກໂຄງກະດູກຄາບອນຫຼັງຈາກປະຕິກິລິຍາ cathode, ແລະອື່ນໆ.
ປະຈຸບັນ, ການຄົ້ນຄວ້າກົນໄກຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕົ້ນ, ແລະຍັງມີຄວາມຕ້ອງການຄົ້ນຄວ້າຕື່ມອີກ.
1.3 ລັກສະນະທາງສະນິຍະພາບຂອງ graphite ສັງເຄາະ
SEM ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເກດການ morphology ດ້ານກ້ອງຈຸລະທັດຂອງ graphite, TEM ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເກດການ morphology ໂຄງສ້າງຂອງຫນ້ອຍກ່ວາ 0.2 μm, XRD ແລະ Raman spectroscopy ແມ່ນວິທີການທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດເພື່ອລັກສະນະຂອງຈຸລະພາກຂອງ graphite, XRD ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອລັກສະນະຂອງໄປເຊຍກັນໄດ້. ຂໍ້ມູນຂອງ graphite, ແລະ Raman spectroscopy ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອລັກສະນະຂໍ້ບົກຜ່ອງແລະລະດັບຄໍາສັ່ງຂອງ graphite.
ມີຫຼາຍ pores ໃນ graphite ກະກຽມໂດຍ cathode polarization ຂອງ electrolysis ເກືອ molten.ສໍາລັບວັດຖຸດິບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ: electrolysis ສີດໍາກາກບອນ, nanostructures porous ຄ້າຍຄື petal ແມ່ນໄດ້ຮັບ.ການວິເຄາະ XRD ແລະ Raman spectrum ແມ່ນດໍາເນີນຢູ່ໃນຄາບອນສີດໍາຫຼັງຈາກ electrolysis.
ຢູ່ທີ່ 827 ℃, ຫຼັງຈາກໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍແຮງດັນ 2.6V ສໍາລັບ 1h, ຮູບພາບ Raman spectral ຂອງກາກບອນສີດໍາແມ່ນເກືອບຄືກັນກັບຂອງ graphite ການຄ້າ.ຫຼັງຈາກກາກບອນສີດໍາຖືກປະຕິບັດດ້ວຍອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ລັກສະນະ graphite ແຫຼມແຫຼມ (002) ແມ່ນການວັດແທກ.ສູງສຸດຂອງຄວາມແຕກແຍກ (002) ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງລະດັບຂອງການປະຖົມນິເທດຂອງຊັ້ນຄາບອນທີ່ມີກິ່ນຫອມໃນ graphite.
ຄວາມຄົມຊັດຂອງຊັ້ນຄາບອນແມ່ນ, ມັນມີຄວາມຮັດກຸມຫຼາຍ.
Zhu ໄດ້ໃຊ້ຖ່ານຫີນທີ່ບໍ່ສະອາດທີ່ບໍລິສຸດເປັນ cathode ໃນການທົດລອງ, ແລະໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງຜະລິດຕະພັນ graphitized ໄດ້ຖືກປ່ຽນຈາກ granular ໄປສູ່ໂຄງສ້າງ graphite ຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະຊັ້ນ graphite ທີ່ໃກ້ຊິດຍັງຖືກສັງເກດເຫັນພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີອັດຕາການສົ່ງຜ່ານສູງ.
ໃນ Raman spectra, ດ້ວຍການປ່ຽນແປງເງື່ອນໄຂການທົດລອງ, ຄ່າ ID / Ig ຍັງປ່ຽນແປງ.ເມື່ອອຸນຫະພູມໄຟຟ້າແມ່ນ 950 ℃, ເວລາ electrolytic ແມ່ນ 6h, ແລະແຮງດັນໄຟຟ້າແມ່ນ 2.6V, ຄ່າ ID / Ig ຕ່ໍາສຸດແມ່ນ 0.3, ແລະຈຸດສູງສຸດ D ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າຈຸດສູງສຸດ G.ໃນເວລາດຽວກັນ, ຮູບລັກສະນະຂອງ 2D ສູງສຸດຍັງເປັນຕົວແທນຂອງການສ້າງໂຄງສ້າງ graphite ທີ່ມີຄໍາສັ່ງສູງ.
ຈຸດສູງສຸດຂອງ diffraction ແຫຼມ (002) ໃນຮູບພາບ XRD ຍັງຢືນຢັນການແປງສົບຜົນສໍາເລັດຂອງຖ່ານຫີນ inferior ເປັນ graphite ທີ່ມີ crystallinity ສູງ.
ໃນຂະບວນການ graphitization, ການເພີ່ມຂື້ນຂອງອຸນຫະພູມແລະແຮງດັນຈະມີບົດບາດສົ່ງເສີມ, ແຕ່ແຮງດັນສູງເກີນໄປຈະຫຼຸດລົງຜົນຜະລິດຂອງ graphite, ແລະອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປຫຼືເວລາ graphitization ດົນເກີນໄປຈະນໍາໄປສູ່ການເສຍຊັບພະຍາກອນ, ດັ່ງນັ້ນສໍາລັບວັດສະດຸກາກບອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. , ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນໂດຍສະເພາະເພື່ອຄົ້ນຫາເງື່ອນໄຂ electrolytic ທີ່ເຫມາະສົມທີ່ສຸດ, ຍັງເປັນຈຸດສຸມແລະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ.
nanostructure flake ຄ້າຍຄືກີບດອກນີ້ມີຄຸນສົມບັດ electrochemical ທີ່ດີເລີດ.ຈໍານວນຂອງ pores ອະນຸຍາດໃຫ້ ions ເຂົ້າໄປໃນຢ່າງວ່ອງໄວ / deembedded, ສະຫນອງອຸປະກອນການ cathode ຄຸນນະພາບສູງສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ, ແລະອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການ electrochemical graphitization ເປັນວິທີການ graphitization ທ່າແຮງຫຼາຍ.
ວິທີການ electrodeposition ເກືອ molten
2.1 Electrodeposition ຂອງ carbon dioxide
ໃນຖານະເປັນອາຍແກັສເຮືອນແກ້ວທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ, CO2 ຍັງເປັນຊັບພະຍາກອນທີ່ບໍ່ມີສານພິດ, ບໍ່ມີອັນຕະລາຍ, ລາຄາຖືກແລະສາມາດທົດແທນໄດ້ງ່າຍ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄາບອນໃນ CO2 ແມ່ນຢູ່ໃນສະພາບຂອງການຜຸພັງທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ດັ່ງນັ້ນ CO2 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານອຸນຫະພູມສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະນໍາໃຊ້ຄືນໃຫມ່.
ການຄົ້ນຄວ້າທໍາອິດທີ່ສຸດກ່ຽວກັບ electrodeposition CO2 ສາມາດຖືກ traced ກັບ 1960s.Ingram et al.ສຳເລັດການກະກຽມຄາບອນໃສ່ electrode ຄໍາໃນລະບົບເກືອ molten ຂອງ Li2CO3-Na2CO3-K2CO3.
Van et al.ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຝຸ່ນຄາບອນທີ່ໄດ້ຮັບໃນທ່າແຮງການຫຼຸດຜ່ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ລວມທັງ graphite, amorphous carbon ແລະ carbon nanofibers.
ໂດຍເກືອ molten ເພື່ອເກັບກໍາ CO2 ແລະວິທີການກະກຽມຂອງຜົນສໍາເລັດຂອງວັດສະດຸກາກບອນ, ຫຼັງຈາກໄລຍະເວລາດົນນານຂອງນັກວິຊາການຄົ້ນຄ້ວາໄດ້ສຸມໃສ່ກົນໄກການສ້າງຄາບອນແລະຜົນກະທົບຂອງເງື່ອນໄຂ electrolysis ຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ, ເຊິ່ງປະກອບມີອຸນຫະພູມ electrolytic, ແຮງດັນໄຟຟ້າແລະອົງປະກອບຂອງ. ເກືອ molten ແລະ electrodes, ແລະອື່ນໆ, ການກະກຽມປະສິດທິພາບສູງຂອງວັດສະດຸ graphite ສໍາລັບ electrodeposition ຂອງ CO2 ໄດ້ວາງພື້ນຖານແຂງ.
ໂດຍການປ່ຽນແປງຂອງ electrolyte ແລະນໍາໃຊ້ລະບົບເກືອ molten ທີ່ອີງໃສ່ CaCl2 ດ້ວຍປະສິດທິພາບການຈັບ CO2 ທີ່ສູງຂຶ້ນ, Hu et al.ສໍາເລັດການກະກຽມ graphene ທີ່ມີລະດັບ graphitization ສູງຂຶ້ນແລະ nanotubes ກາກບອນແລະໂຄງສ້າງ nanographite ອື່ນໆໂດຍການສຶກສາສະພາບ electrolytic ເຊັ່ນອຸນຫະພູມ electrolysis, ອົງປະກອບ electrode ແລະອົງປະກອບຂອງເກືອ molten.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບລະບົບກາກບອນ, CaCl2 ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງລາຄາຖືກແລະງ່າຍທີ່ຈະໄດ້ຮັບ, ມີ conductivity ສູງ, ງ່າຍທີ່ຈະລະລາຍໃນນ້ໍາ, ແລະການລະລາຍຂອງອົກຊີເຈນທີ່ສູງກວ່າ ions, ເຊິ່ງສະຫນອງເງື່ອນໄຂທາງທິດສະດີສໍາລັບການປ່ຽນ CO2 ເຂົ້າໄປໃນຜະລິດຕະພັນ graphite ທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ.
2.2 ກົນໄກການຫັນປ່ຽນ
ການກະກຽມວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງໂດຍ electrodeposition ຂອງ CO2 ຈາກເກືອ molten ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍການຈັບ CO2 ແລະການຫຼຸດຜ່ອນທາງອ້ອມ.ການຈັບເອົາ CO2 ແມ່ນສໍາເລັດໂດຍການ O2 ຟຣີໃນເກືອ molten, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນສົມຜົນ (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
ໃນປັດຈຸບັນ, ສາມກົນໄກການປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນທາງອ້ອມໄດ້ຖືກສະເຫນີ: ປະຕິກິລິຍາຫນຶ່ງຂັ້ນຕອນ, ປະຕິກິລິຍາສອງຂັ້ນຕອນແລະກົນໄກການປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນໂລຫະ.
ກົນໄກຕິກິຣິຍາຂັ້ນຕອນຫນຶ່ງໄດ້ສະເຫນີຄັ້ງທໍາອິດໂດຍ Ingram, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນສົມຜົນ (2):
CO3 2-+ 4E – → C+3O2- (2)
ກົນໄກປະຕິກິລິຍາສອງຂັ້ນຕອນໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍ Borucka et al., ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (3-4):
CO3 2-+ 2E – → CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – → C+2O2- (4)
ກົນໄກຂອງປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນໂລຫະໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍ Deanhardt et al.ພວກເຂົາເຊື່ອວ່າ ions ໂລຫະທໍາອິດຖືກຫຼຸດລົງເປັນໂລຫະໃນ cathode, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໂລຫະໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງເປັນ carbonate ions, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (5 ~ 6):
M- + E – → M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
ໃນປັດຈຸບັນ, ກົນໄກການຕິກິຣິຍາຂັ້ນຕອນດຽວໄດ້ຮັບການຍອມຮັບໂດຍທົ່ວໄປໃນວັນນະຄະດີທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.
Yin et al.ໄດ້ສຶກສາລະບົບ Li-Na-K carbonate ດ້ວຍ nickel ເປັນ cathode, tin dioxide ເປັນ anode ແລະສາຍເງິນເປັນ electrode ອ້າງອິງ, ແລະໄດ້ຮັບຕົວເລກການທົດສອບ voltammetry cyclic ໃນຮູບ 2 (ອັດຕາການສະແກນຂອງ 100 mV / s) ທີ່ nickel cathode, ແລະພົບເຫັນ. ວ່າມີພຽງແຕ່ຫນຶ່ງການຫຼຸດລົງສູງສຸດ (ຢູ່ທີ່ -2.0V) ໃນການສະແກນທາງລົບ.
ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າພຽງແຕ່ຫນຶ່ງຕິກິຣິຍາທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຫຼຸດລົງຂອງຄາບອນ.
Gao et al.ໄດ້ຮັບ voltammetry cyclic ດຽວກັນໃນລະບົບຄາບອນດຽວກັນ.
Ge et al.ໃຊ້ anode inert ແລະ tungsten cathode ເພື່ອຈັບ CO2 ໃນລະບົບ LiCl-Li2CO3 ແລະໄດ້ຮັບຮູບພາບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແລະມີພຽງແຕ່ການຫຼຸດລົງຂອງການປ່ອຍອາຍແກັສຄາບອນທີ່ສູງສຸດໃນການສະແກນທາງລົບ.
ໃນລະບົບເກືອ molten ໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງ, ໂລຫະ alkali ແລະ CO ຈະຖືກສ້າງຂື້ນໃນຂະນະທີ່ຄາບອນຖືກຝາກໂດຍ cathode.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກວ່າເງື່ອນໄຂ thermodynamic ຂອງປະຕິກິລິຍາຂອງການປ່ອຍອາຍແກັສຄາບອນແມ່ນຕ່ໍາໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ພຽງແຕ່ການຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນກັບຄາບອນສາມາດກວດພົບໄດ້ໃນການທົດລອງ.
2.3 ການຈັບ CO2 ໂດຍເກືອ molten ເພື່ອກະກຽມຜະລິດຕະພັນ graphite
ວັດສະດຸ nano graphite ທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງເຊັ່ນ graphene ແລະ nanotubes ກາກບອນສາມາດໄດ້ຮັບການກະກຽມໂດຍ electrodeposition ຂອງ CO2 ຈາກເກືອ molten ໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂການທົດລອງ.Hu et al.ໃຊ້ສະແຕນເລດເປັນ cathode ໃນລະບົບເກືອ molten CaCl2-NaCl-CaO ແລະ electrolyzed ສໍາລັບ 4h ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງແຮງດັນຄົງທີ່ 2.6V ໃນອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຂໍຂອບໃຈກັບ catalysis ຂອງທາດເຫຼັກແລະຜົນກະທົບລະເບີດຂອງ CO ລະຫວ່າງຊັ້ນ graphite, graphene ໄດ້ຖືກພົບເຫັນຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງ cathode.ຂະບວນການກະກຽມຂອງ graphene ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3.
ຮູບພາບ
ການສຶກສາຕໍ່ມາໄດ້ເພີ່ມ Li2SO4 ບົນພື້ນຖານຂອງ CaCl2-NaClCaO ເກືອ molten ລະບົບ, ອຸນຫະພູມ electrolysis ແມ່ນ 625 ℃, ຫຼັງຈາກ 4h ຂອງ electrolysis, ໃນເວລາດຽວກັນໃນ cathodic deposition ຂອງກາກບອນໄດ້ພົບເຫັນ graphene ແລະ nanotubes ຄາບອນ, ການສຶກສາພົບວ່າ Li+ ແລະ SO4 2. - ເພື່ອນໍາເອົາຜົນກະທົບທາງບວກກ່ຽວກັບ graphitization.
ຊູນຟູຣິກຍັງຖືກປະສົມປະສານຢ່າງສໍາເລັດຜົນເຂົ້າໄປໃນຮ່າງກາຍຂອງຄາບອນ, ແລະແຜ່ນ graphite ບາງໆແລະຄາບອນ filamentous ສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂ electrolytic.
ວັດສະດຸເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມ electrolytic ສູງແລະຕ່ໍາສໍາລັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ graphene ແມ່ນສໍາຄັນ, ໃນເວລາທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 800 ℃ແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະສ້າງ CO ແທນທີ່ຈະເປັນຄາບອນ, ເກືອບບໍ່ມີການຝາກຄາບອນເມື່ອສູງກວ່າ 950 ℃, ສະນັ້ນການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ສຸດ. ເພື່ອຜະລິດ graphene ແລະ nanotubes ກາກບອນ, ແລະຟື້ນຟູຄວາມຕ້ອງການຂອງການປະຕິກິລິຍາການຝາກຄາບອນ CO ປະຕິກິລິຍາ synergy ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າ cathode ເພື່ອສ້າງ graphene ທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ວຽກງານເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງວິທີການໃຫມ່ສໍາລັບການກະກຽມຜະລິດຕະພັນ nano-graphite ໂດຍ CO2, ມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍສໍາລັບການແກ້ໄຂບັນຫາຂອງອາຍແກັສເຮືອນແກ້ວແລະການກະກຽມຂອງ graphene.
3. ບົດສະຫຼຸບ ແລະ ການຄາດຄະເນ
ກັບການພັດທະນາຢ່າງໄວວາຂອງອຸດສາຫະກໍາພະລັງງານໃຫມ່, graphite ທໍາມະຊາດບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການໃນປະຈຸບັນ, ແລະ graphite ທຽມມີຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະເຄມີທີ່ດີກວ່າກ່ວາ graphite ທໍາມະຊາດ, ສະນັ້ນ graphite ລາຄາຖືກ, ປະສິດທິພາບແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມແມ່ນເປົ້າຫມາຍໃນໄລຍະຍາວ.
ວິທີການໄຟຟ້າ graphitization ໃນວັດຖຸດິບແຂງແລະທາດອາຍແກັສດ້ວຍວິທີການ cathodic polarization ແລະ electrochemical deposition ສົບຜົນສໍາເລັດອອກຈາກວັດສະດຸ graphite ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ, ເມື່ອທຽບກັບວິທີການພື້ນເມືອງຂອງ graphitization, ວິທີການ electrochemical ແມ່ນປະສິດທິພາບສູງ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາ, ການປົກປັກຮັກສາສິ່ງແວດລ້ອມສີຂຽວ, ສໍາລັບຂະຫນາດນ້ອຍຈໍາກັດໂດຍອຸປະກອນການຄັດເລືອກໃນເວລາດຽວກັນ, ຕາມສະພາບການ electrolysis ທີ່ແຕກຕ່າງກັນສາມາດໄດ້ຮັບການກະກຽມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ morphology ຂອງໂຄງສ້າງ graphite,
ມັນສະຫນອງວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບທຸກປະເພດຂອງຄາບອນ amorphous ແລະອາຍແກັສເຮືອນແກ້ວເພື່ອປ່ຽນເປັນວັດສະດຸທີ່ມີໂຄງສ້າງ graphite nano ທີ່ມີຄຸນຄ່າແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານການນໍາໃຊ້ທີ່ດີ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ແມ່ນຢູ່ໃນໄວເດັກ.ມີການສຶກສາບໍ່ຫຼາຍປານໃດກ່ຽວກັບການ graphitization ໂດຍວິທີການ electrochemical, ແລະຍັງມີຫຼາຍຂະບວນການທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກ.ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະເລີ່ມຕົ້ນຈາກວັດຖຸດິບແລະດໍາເນີນການສຶກສາທີ່ສົມບູນແບບແລະເປັນລະບົບກ່ຽວກັບຄາບອນ amorphous ຕ່າງໆ, ແລະໃນເວລາດຽວກັນສໍາຫຼວດ thermodynamics ແລະການເຄື່ອນໄຫວຂອງການແປງ graphite ໃນລະດັບທີ່ເລິກເຊິ່ງ.
ເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມສໍາຄັນໄກສໍາລັບການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງອຸດສາຫະກໍາ graphite.
ເວລາປະກາດ: 10-05-2021