கிராஃபைட் செயற்கை கிராஃபைட் மற்றும் இயற்கை கிராஃபைட் என பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, இது உலகின் நிரூபிக்கப்பட்ட இயற்கை கிராஃபைட்டின் இருப்பு சுமார் 2 பில்லியன் டன்கள் ஆகும்.
சாதாரண அழுத்தத்தின் கீழ் கார்பன் கொண்ட பொருட்களின் சிதைவு மற்றும் வெப்ப சிகிச்சை மூலம் செயற்கை கிராஃபைட் பெறப்படுகிறது.இந்த மாற்றத்திற்கு உந்து சக்தியாக போதுமான அதிக வெப்பநிலை மற்றும் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது, மேலும் ஒழுங்கற்ற அமைப்பு ஒரு வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கிராஃபைட் படிக அமைப்பாக மாற்றப்படும்.
2000 ℃ உயர் வெப்பநிலை வெப்ப சிகிச்சை கார்பன் அணுக்களை மறுசீரமைப்பதன் மூலம் கிராஃபிட்டேஷன் என்பது கார்பனேசியப் பொருளின் பரந்த பொருளில் உள்ளது, இருப்பினும் 3000 ℃ கிராஃபிடைசேஷனுக்கும் அதிகமான உயர் வெப்பநிலையில் சில கார்பன் பொருட்கள், இந்த வகையான கார்பன் பொருட்கள் "கடினமான கரி" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. எளிதான கிராஃபிடைஸ் செய்யப்பட்ட கார்பன் பொருட்கள், பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் முறையில் உயர் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்த முறை, வினையூக்கி கிராஃபிடைசேஷன், இரசாயன நீராவி படிவு முறை போன்றவை அடங்கும்.
கிராஃபிடைசேஷன் என்பது கார்பனேசியப் பொருட்களை அதிக மதிப்பில் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு சிறந்த வழிமுறையாகும்.அறிஞர்களின் விரிவான மற்றும் ஆழமான ஆராய்ச்சிக்குப் பிறகு, அது இப்போது அடிப்படையில் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது.இருப்பினும், சில சாதகமற்ற காரணிகள் தொழில்துறையில் பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன, எனவே புதிய கிராஃபிடைசேஷன் முறைகளை ஆராய்வது தவிர்க்க முடியாத போக்காகும்.
19 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு முறை ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக வளர்ச்சியடைந்தது, அதன் அடிப்படைக் கோட்பாடு மற்றும் புதிய முறைகள் தொடர்ந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் மேம்பாடு ஆகும், இப்போது பாரம்பரிய உலோகவியல் தொழிலுக்கு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை, 21 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், உலோகம் உருகிய உப்பு அமைப்பு திட ஆக்சைடு மின்னாற்பகுப்பு குறைப்புத் தயாரிப்பில் தனிம உலோகங்கள் அதிக செயலில் கவனம் செலுத்துகின்றன,
சமீபத்தில், உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு மூலம் கிராஃபைட் பொருட்களை தயாரிப்பதற்கான ஒரு புதிய முறை அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது.
கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு மற்றும் எலக்ட்ரோடெபோசிஷன் மூலம், கார்பன் மூலப்பொருட்களின் இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்கள் அதிக கூடுதல் மதிப்புடன் நானோ-கிராஃபைட் பொருட்களாக மாற்றப்படுகின்றன.பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் தொழில்நுட்பத்துடன் ஒப்பிடும்போது, புதிய கிராஃபிடைசேஷன் முறையானது குறைந்த கிராஃபிடைசேஷன் வெப்பநிலை மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய உருவவியல் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.
இந்தக் கட்டுரை மின்வேதியியல் முறையின் மூலம் கிராஃபிடைசேஷன் முன்னேற்றத்தை மதிப்பாய்வு செய்கிறது, இந்த புதிய தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது, அதன் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளை பகுப்பாய்வு செய்கிறது மற்றும் அதன் எதிர்கால வளர்ச்சிப் போக்கை எதிர்பார்க்கிறது.
முதலில், உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு கேத்தோடு துருவமுனைப்பு முறை
1.1 மூலப்பொருள்
தற்போது, செயற்கை கிராஃபைட்டின் முக்கிய மூலப்பொருள் ஊசி கோக் மற்றும் உயர் கிராஃபிடைசேஷன் பட்டம் கொண்ட பிட்ச் கோக் ஆகும், அதாவது எண்ணெய் எச்சம் மற்றும் நிலக்கரி தார் மூலப்பொருளாக குறைந்த போரோசிட்டி, குறைந்த கந்தகம், குறைந்த சாம்பல் கொண்ட உயர்தர கார்பன் பொருட்களை தயாரிக்கிறது. கிராஃபிடைசேஷனின் உள்ளடக்கம் மற்றும் நன்மைகள், கிராஃபைட்டாகத் தயாரித்த பிறகு, தாக்கத்திற்கு நல்ல எதிர்ப்பு, அதிக இயந்திர வலிமை, குறைந்த எதிர்ப்புத் திறன்,
இருப்பினும், மட்டுப்படுத்தப்பட்ட எண்ணெய் இருப்பு மற்றும் ஏற்ற இறக்கமான எண்ணெய் விலைகள் அதன் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்தியுள்ளன, எனவே புதிய மூலப்பொருட்களைத் தேடுவது தீர்க்கப்பட வேண்டிய அவசரப் பிரச்சினையாக மாறியுள்ளது.
பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் முறைகள் வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் வெவ்வேறு கிராஃபிடைசேஷன் முறைகள் வெவ்வேறு மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.கிராஃபிடைஸ் செய்யப்படாத கார்பனுக்கு, பாரம்பரிய முறைகள் அதை கிராஃபிடைஸ் செய்ய முடியாது, அதே நேரத்தில் உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பின் மின் வேதியியல் சூத்திரம் மூலப்பொருட்களின் வரம்பை உடைக்கிறது மற்றும் கிட்டத்தட்ட அனைத்து பாரம்பரிய கார்பன் பொருட்களுக்கும் ஏற்றது.
பாரம்பரிய கார்பன் பொருட்களில் கார்பன் கருப்பு, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன், நிலக்கரி போன்றவை அடங்கும், அவற்றில் நிலக்கரி மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய ஒன்றாகும்.நிலக்கரி அடிப்படையிலான மை நிலக்கரியை முன்னோடியாக எடுத்துக்கொள்கிறது மற்றும் முன் சிகிச்சைக்குப் பிறகு அதிக வெப்பநிலையில் கிராஃபைட் தயாரிப்புகளாக தயாரிக்கப்படுகிறது.
சமீபத்தில், இக்கட்டுரையானது பெங் போன்ற புதிய மின்வேதியியல் முறைகளை முன்மொழிகிறது. லித்தியம் பேட்டரிக்கு பயன்படுத்தப்படும் போது கேத்தோடானது இயற்கையான கிராஃபைட்டை விட சிறந்த மின்வேதியியல் செயல்திறனைக் காட்டியது.
ஜு மற்றும் பலர்.950 ℃ இல் மின்னாற்பகுப்புக்காக டீஷிங் செய்யப்பட்ட குறைந்த தரம் வாய்ந்த நிலக்கரியை CaCl2 உருகிய உப்பு அமைப்பில் வைத்து, உயர் படிகத்தன்மையுடன் குறைந்த தரம் வாய்ந்த நிலக்கரியை வெற்றிகரமாக கிராஃபைட்டாக மாற்றியது. .
உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு மூலம் பல்வேறு வகையான பாரம்பரிய கார்பன் பொருட்களை கிராஃபைட்டாக மாற்றுவது சாத்தியம் என்று சோதனை காட்டுகிறது, இது எதிர்கால செயற்கை கிராஃபைட்டுக்கு ஒரு புதிய வழியைத் திறக்கிறது.
1.2 பொறிமுறை
உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு முறை கார்பன் பொருளை கேத்தோடாகப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு மூலம் அதிக படிகத்தன்மையுடன் கிராஃபைட்டாக மாற்றுகிறது.தற்போது, தற்போதுள்ள இலக்கியங்கள் ஆக்சிஜனை அகற்றுவது மற்றும் கத்தோடிக் துருவமுனைப்பின் சாத்தியமான மாற்று செயல்பாட்டில் கார்பன் அணுக்களின் நீண்ட தூர மறுசீரமைப்பு ஆகியவற்றைக் குறிப்பிடுகின்றன.
கார்பன் பொருட்களில் ஆக்சிஜன் இருப்பது கிராஃபிடைசேஷனை ஓரளவு தடுக்கும்.பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் செயல்பாட்டில், வெப்பநிலை 1600K ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது ஆக்ஸிஜன் மெதுவாக அகற்றப்படும்.இருப்பினும், கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்வது மிகவும் வசதியானது.
பெங், முதலியன சோதனைகளில் முதன்முறையாக உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு சாத்தியமான பொறிமுறையை முன்வைத்தது, அதாவது கிராஃபிடைசேஷன் என்பது திட கார்பன் மைக்ரோஸ்பியர்ஸ்/எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தில் அமைந்திருக்க வேண்டும். கிராஃபைட் ஷெல், பின்னர் ஒருபோதும் நிலையான அன்ஹைட்ரஸ் கார்பன் கார்பன் அணுக்கள் முற்றிலும் கிராஃபிடைஸ் ஆகும் வரை மேலும் நிலையான வெளிப்புற கிராஃபைட் செதில்களாக பரவாது,
கிராஃபிடைசேஷன் செயல்முறை ஆக்ஸிஜனை அகற்றுவதோடு சேர்ந்துள்ளது, இது சோதனைகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.
ஜின் மற்றும் பலர்.சோதனைகள் மூலம் இந்தக் கண்ணோட்டத்தையும் நிரூபித்தார்.குளுக்கோஸின் கார்பனேற்றத்திற்குப் பிறகு, கிராஃபிடைசேஷன் (17% ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கம்) மேற்கொள்ளப்பட்டது.கிராஃபிடைசேஷனுக்குப் பிறகு, அசல் திடமான கார்பன் கோளங்கள் (படம். 1a மற்றும் 1c) கிராஃபைட் நானோஷீட்கள் (படம். 1b மற்றும் 1d) கொண்ட ஒரு நுண்துளை ஷெல்லை உருவாக்கியது.
கார்பன் ஃபைபர்களின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் (16% ஆக்சிஜன்), இலக்கியத்தில் ஊகிக்கப்படும் மாற்றும் பொறிமுறையின்படி கார்பன் ஃபைபர்கள் கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பிறகு கிராஃபைட் குழாய்களாக மாற்றப்படலாம்.
நீண்ட தூர இயக்கம் கார்பன் அணுக்களின் கத்தோடிக் துருவமுனைப்பின் கீழ் உள்ளது என்று நம்பப்படுகிறது, உயர் படிக கிராஃபைட் முதல் உருவமற்ற கார்பன் மறுசீரமைப்பை செயலாக்க வேண்டும், செயற்கை கிராஃபைட் தனித்துவமான இதழ்கள் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களிலிருந்து பயனடைந்த நானோ கட்டமைப்புகளை வடிவமைக்கின்றன, ஆனால் கிராஃபைட் நானோமீட்டர் கட்டமைப்பை எவ்வாறு பாதிக்கலாம் என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. கார்பன் எலும்புக்கூட்டிலிருந்து ஆக்சிஜன், கேதோட் வினையின் போது, முதலியன
தற்போது, பொறிமுறை பற்றிய ஆராய்ச்சி இன்னும் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளது, மேலும் ஆராய்ச்சி தேவை.
1.3 செயற்கை கிராஃபைட்டின் உருவவியல் தன்மை
கிராஃபைட்டின் நுண்ணிய மேற்பரப்பு உருவ அமைப்பைக் கண்காணிக்க SEM பயன்படுத்தப்படுகிறது, 0.2 μm க்கும் குறைவான கட்டமைப்பு உருவ அமைப்பைக் கண்காணிக்க TEM பயன்படுத்தப்படுகிறது, XRD மற்றும் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஆகியவை கிராஃபைட்டின் நுண்ணிய கட்டமைப்பை வகைப்படுத்த பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வழிமுறையாகும், XRD படிகத்தை வகைப்படுத்த பயன்படுகிறது. கிராஃபைட்டின் தகவல், மற்றும் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி கிராஃபைட்டின் குறைபாடுகள் மற்றும் வரிசை அளவை வகைப்படுத்த பயன்படுகிறது.
உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பின் கத்தோட் துருவமுனைப்பு மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட கிராஃபைட்டில் பல துளைகள் உள்ளன.கார்பன் கருப்பு மின்னாற்பகுப்பு போன்ற பல்வேறு மூலப்பொருட்களுக்கு, இதழ் போன்ற நுண்துளை நானோ கட்டமைப்புகள் பெறப்படுகின்றன.XRD மற்றும் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரம் பகுப்பாய்வு மின்னாற்பகுப்புக்குப் பிறகு கார்பன் கருப்பு மீது மேற்கொள்ளப்படுகிறது.
827 ℃ இல், 1 மணிநேரத்திற்கு 2.6V மின்னழுத்தத்துடன் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட பிறகு, கார்பன் கருப்பு நிறத்தின் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரல் படம் வணிக கிராஃபைட்டைப் போலவே இருக்கும்.கார்பன் கறுப்பு வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளுடன் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட பிறகு, கூர்மையான கிராஃபைட் பண்பு உச்சம் (002) அளவிடப்படுகிறது.டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பீக் (002) என்பது கிராஃபைட்டில் உள்ள நறுமண கார்பன் அடுக்கின் நோக்குநிலையின் அளவைக் குறிக்கிறது.
கார்பன் அடுக்கு எவ்வளவு கூர்மையாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு நோக்குநிலை கொண்டது.
Zhu சோதனையில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட தாழ்வான நிலக்கரியை கேத்தோடாகப் பயன்படுத்தினார், மேலும் கிராஃபிடைஸ் செய்யப்பட்ட தயாரிப்பின் நுண் கட்டமைப்பு சிறுமணியிலிருந்து பெரிய கிராஃபைட் கட்டமைப்பிற்கு மாற்றப்பட்டது, மேலும் இறுக்கமான கிராஃபைட் அடுக்கு உயர் விகித பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியின் கீழ் காணப்பட்டது.
ராமன் நிறமாலையில், சோதனை நிலைகளின் மாற்றத்துடன், ஐடி/ஐஜி மதிப்பும் மாறியது.மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை 950 ℃ ஆக இருந்தபோது, மின்னாற்பகுப்பு நேரம் 6h ஆகவும், மின்னாற்பகுப்பு மின்னழுத்தம் 2.6V ஆகவும், குறைந்த ID/ Ig மதிப்பு 0.3 ஆகவும், D உச்சம் G உச்சத்தை விட மிகக் குறைவாகவும் இருந்தது.அதே நேரத்தில், 2D சிகரத்தின் தோற்றம் அதிக வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கிராஃபைட் கட்டமைப்பின் உருவாக்கத்தையும் குறிக்கிறது.
XRD படத்தில் உள்ள கூர்மையான (002) டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் உச்சம், உயர் படிகத்தன்மையுடன் தாழ்வான நிலக்கரியை கிராஃபைட்டாக வெற்றிகரமாக மாற்றுவதை உறுதிப்படுத்துகிறது.
கிராஃபிடைசேஷன் செயல்பாட்டில், வெப்பநிலை மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு ஊக்குவிப்புப் பாத்திரத்தை வகிக்கும், ஆனால் அதிக மின்னழுத்தம் கிராஃபைட்டின் விளைச்சலைக் குறைக்கும், மேலும் அதிக வெப்பநிலை அல்லது மிக நீண்ட கிராஃபிடைசேஷன் நேரம் வளங்களை வீணடிக்க வழிவகுக்கும், எனவே வெவ்வேறு கார்பன் பொருட்களுக்கு , மிகவும் பொருத்தமான மின்னாற்பகுப்பு நிலைமைகளை ஆராய்வது மிகவும் முக்கியமானது, கவனம் மற்றும் சிரமம் ஆகும்.
இந்த இதழ் போன்ற செதில் நானோ அமைப்பு சிறந்த மின்வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.அதிக எண்ணிக்கையிலான நுண்துளைகள் அயனிகளை விரைவாகச் செருகவும்/டீம்பெட் செய்யவும் அனுமதிக்கின்றன, பேட்டரிகளுக்கு உயர்தர கேத்தோடு பொருட்களை வழங்குகின்றன. எனவே, மின்வேதியியல் முறை கிராஃபிடைசேஷன் மிகவும் சாத்தியமான கிராஃபிடைசேஷன் முறையாகும்.
உருகிய உப்பு எலக்ட்ரோடெபோசிஷன் முறை
2.1 கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் மின் தேக்கம்
மிக முக்கியமான கிரீன்ஹவுஸ் வாயுவாக, CO2 நச்சுத்தன்மையற்ற, பாதிப்பில்லாத, மலிவான மற்றும் எளிதில் கிடைக்கக்கூடிய புதுப்பிக்கத்தக்க வளமாகும்.இருப்பினும், CO2 இல் உள்ள கார்பன் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உள்ளது, எனவே CO2 அதிக வெப்ப இயக்கவியல் நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, இது மீண்டும் பயன்படுத்துவதை கடினமாக்குகிறது.
CO2 எலெக்ட்ரோடெபோசிஷன் பற்றிய ஆரம்பகால ஆராய்ச்சி 1960 களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.இங்க்ராம் மற்றும் பலர்.Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 இன் உருகிய உப்பு அமைப்பில் தங்க மின்முனையில் கார்பன் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டது.
வான் மற்றும் பலர்.வெவ்வேறு குறைப்பு திறன்களில் பெறப்பட்ட கார்பன் பொடிகள் கிராஃபைட், உருவமற்ற கார்பன் மற்றும் கார்பன் நானோ ஃபைபர்கள் உட்பட பல்வேறு கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருந்தன என்று சுட்டிக்காட்டினார்.
CO2 ஐப் பிடிக்க உருகிய உப்பு மற்றும் கார்பன் பொருள் வெற்றிக்கான தயாரிப்பு முறை, ஆராய்ச்சி அறிஞர்கள் நீண்ட காலத்திற்குப் பிறகு கார்பன் படிவு உருவாக்கும் வழிமுறை மற்றும் இறுதி தயாரிப்பில் மின்னாற்பகுப்பு நிலைகளின் விளைவு ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தினர், இதில் மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை, மின்னாற்பகுப்பு மின்னழுத்தம் மற்றும் கலவை ஆகியவை அடங்கும். உருகிய உப்பு மற்றும் மின்முனைகள், முதலியன, CO2 இன் எலக்ட்ரோடெபோசிஷனுக்கான கிராஃபைட் பொருட்களின் உயர் செயல்திறன் தயாரிப்பு ஒரு திடமான அடித்தளத்தை அமைத்துள்ளது.
எலக்ட்ரோலைட்டை மாற்றுவதன் மூலமும், CaCl2 அடிப்படையிலான உருகிய உப்பு அமைப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், அதிக CO2 பிடிப்புத் திறனுடன், Hu et al.மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை, மின்முனை கலவை மற்றும் உருகிய உப்பு கலவை போன்ற மின்னாற்பகுப்பு நிலைகளை ஆய்வு செய்வதன் மூலம் உயர் கிராஃபிடைசேஷன் பட்டம் மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய்கள் மற்றும் பிற நானோகிராஃபைட் கட்டமைப்புகளுடன் கிராபெனை வெற்றிகரமாக தயாரித்தது.
கார்பனேட் அமைப்புடன் ஒப்பிடும்போது, CaCl2 ஆனது மலிவான மற்றும் எளிதாகப் பெறக்கூடிய நன்மைகள், அதிக கடத்துத்திறன், நீரில் கரைவதற்கு எளிதானது மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அயனிகளின் அதிக கரைதிறன் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது CO2 ஐ அதிக மதிப்புடன் கிராஃபைட் பொருட்களாக மாற்றுவதற்கான தத்துவார்த்த நிலைமைகளை வழங்குகிறது.
2.2 உருமாற்ற பொறிமுறை
உருகிய உப்பில் இருந்து CO2 இன் எலக்ட்ரோடெபோசிஷன் மூலம் அதிக மதிப்பு கூட்டப்பட்ட கார்பன் பொருட்களை தயாரிப்பதில் முக்கியமாக CO2 பிடிப்பு மற்றும் மறைமுக குறைப்பு ஆகியவை அடங்கும்.சமன்பாடு (1) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, CO2 ஐப் பிடிப்பது இலவச O2- உருகிய உப்பில் முடிக்கப்படுகிறது:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
தற்போது, மூன்று மறைமுக குறைப்பு எதிர்வினை வழிமுறைகள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன: ஒரு-படி எதிர்வினை, இரண்டு-படி எதிர்வினை மற்றும் உலோக குறைப்பு எதிர்வினை வழிமுறை.
சமன்பாடு (2) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு-படி எதிர்வினை பொறிமுறையானது முதலில் Ingram ஆல் முன்மொழியப்பட்டது:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
சமன்பாட்டில் (3-4) காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பொருக்கா மற்றும் பலர் மூலம் இரண்டு-படி எதிர்வினை பொறிமுறை முன்மொழியப்பட்டது:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
டீன்ஹார்ட் மற்றும் பலர் உலோகக் குறைப்பு எதிர்வினையின் பொறிமுறையை முன்மொழிந்தனர்.உலோக அயனிகள் முதலில் கேத்தோடில் உலோகமாக குறைக்கப்பட்டது, பின்னர் உலோகம் கார்பனேட் அயனிகளாக குறைக்கப்பட்டது, சமன்பாட்டில் (5~6) காட்டப்பட்டுள்ளது:
M- + E – →M (5)
4 மீ + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
தற்போது, ஒரு-படி எதிர்வினை பொறிமுறையானது தற்போதுள்ள இலக்கியங்களில் பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது.
யின் மற்றும் பலர்.Li-Na-K கார்பனேட் அமைப்பை நிக்கல் கேத்தோடாகவும், டின் டை ஆக்சைடை அனோடாகவும், சில்வர் கம்பியை குறிப்பு மின்முனையாகவும் கொண்டு ஆய்வு செய்து, நிக்கல் கேத்தோடில் படம் 2 (ஸ்கேனிங் ரேட் 100 mV/s) இல் சுழற்சி மின்னழுத்த சோதனை உருவத்தைப் பெற்று, கண்டறிந்தனர். எதிர்மறை ஸ்கேனிங்கில் ஒரே ஒரு குறைப்பு உச்சம் (-2.0V இல்) இருந்தது.
எனவே, கார்பனேட்டைக் குறைக்கும் போது ஒரே ஒரு எதிர்வினை மட்டுமே ஏற்பட்டது என்று முடிவு செய்யலாம்.
காவோ மற்றும் பலர்.அதே கார்பனேட் அமைப்பில் அதே சுழற்சி மின்னழுத்தம் கிடைத்தது.
ஜி மற்றும் பலர்.LiCl-Li2CO3 அமைப்பில் CO2 ஐப் பிடிக்க மந்த அனோட் மற்றும் டங்ஸ்டன் கேத்தோடைப் பயன்படுத்தியது மற்றும் ஒத்த படங்களைப் பெற்றது, மேலும் எதிர்மறை ஸ்கேனிங்கில் கார்பன் படிவின் குறைப்பு உச்சம் மட்டுமே தோன்றியது.
கார உலோக உருகிய உப்பு அமைப்பில், கேத்தோடால் கார்பன் டெபாசிட் செய்யப்படும் போது கார உலோகங்கள் மற்றும் CO உருவாக்கப்படும்.இருப்பினும், கார்பன் படிவு எதிர்வினையின் வெப்ப இயக்கவியல் நிலைமைகள் குறைந்த வெப்பநிலையில் குறைவாக இருப்பதால், கார்பனேட்டை கார்பனாகக் குறைப்பதை மட்டுமே பரிசோதனையில் கண்டறிய முடியும்.
2.3 கிராஃபைட் தயாரிப்புகளைத் தயாரிக்க உருகிய உப்பு மூலம் CO2 பிடிப்பு
கிராபென் மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய்கள் போன்ற உயர் மதிப்பு-சேர்க்கப்பட்ட கிராஃபைட் நானோ பொருட்கள், சோதனை நிலைமைகளை கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் உருகிய உப்பில் இருந்து CO2 ஐ எலக்ட்ரோடெபோசிஷன் மூலம் தயாரிக்கலாம்.ஹூ மற்றும் பலர்.CaCl2-NaCl-CaO உருகிய உப்பு அமைப்பில் துருப்பிடிக்காத எஃகு கத்தோடாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது மற்றும் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் 2.6V நிலையான மின்னழுத்தத்தின் கீழ் 4 மணிநேரத்திற்கு மின்னாற்பகுப்பு செய்யப்பட்டது.
இரும்பின் வினையூக்கம் மற்றும் கிராஃபைட் அடுக்குகளுக்கு இடையில் CO இன் வெடிக்கும் விளைவு காரணமாக, கேத்தோடின் மேற்பரப்பில் கிராபெனின் கண்டறியப்பட்டது.கிராபெனின் தயாரிப்பு செயல்முறை படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம்
பின்னர் ஆய்வுகள் CaCl2-NaClCaO உருகிய உப்பு அமைப்பின் அடிப்படையில் Li2SO4 ஐச் சேர்த்தது, மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை 625 ℃, 4 மணிநேர மின்னாற்பகுப்புக்குப் பிறகு, அதே நேரத்தில் கார்பனின் கத்தோடிக் படிவுகளில் கிராபென் மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய்கள் கண்டறியப்பட்டன, ஆய்வில் Li+ மற்றும் SO4 2 என்று கண்டறியப்பட்டது. - கிராஃபிடைசேஷனில் நேர்மறையான விளைவைக் கொண்டுவர.
கந்தகம் கார்பன் உடலில் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, மேலும் மின்னாற்பகுப்பு நிலைமைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் அதி-மெல்லிய கிராஃபைட் தாள்கள் மற்றும் இழை கார்பனைப் பெறலாம்.
கிராபெனின் உருவாவதற்கு அதிக மற்றும் குறைந்த மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை போன்ற பொருள் முக்கியமானது, 800 ℃ க்கும் அதிகமான வெப்பநிலை கார்பனுக்கு பதிலாக CO ஐ உருவாக்குவது எளிதாக இருக்கும், 950 ℃ ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது கார்பன் படிவு இல்லை, எனவே வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மிகவும் முக்கியமானது. கிராபென் மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய்களை உற்பத்தி செய்ய, மற்றும் கேத்தோடானது நிலையான கிராபெனை உருவாக்குவதை உறுதிசெய்ய தேவையான கார்பன் படிவு எதிர்வினை CO எதிர்வினை ஒருங்கிணைப்பை மீட்டெடுக்கிறது.
இந்த வேலைகள் CO2 மூலம் நானோ-கிராஃபைட் தயாரிப்புகளை தயாரிப்பதற்கு ஒரு புதிய முறையை வழங்குகிறது, இது பசுமை இல்ல வாயுக்களின் தீர்வு மற்றும் கிராபெனின் தயாரிப்பிற்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.
3. சுருக்கம் மற்றும் அவுட்லுக்
புதிய ஆற்றல் தொழில்துறையின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், இயற்கை கிராஃபைட் தற்போதைய தேவையை பூர்த்தி செய்ய முடியவில்லை, மேலும் செயற்கை கிராஃபைட் இயற்கையான கிராஃபைட்டை விட சிறந்த இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, எனவே மலிவான, திறமையான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த கிராஃபிடைசேஷன் ஒரு நீண்ட கால இலக்காகும்.
மின்வேதியியல் முறைகள் திட மற்றும் வாயு மூலப்பொருட்களில் கத்தோடிக் துருவமுனைப்பு மற்றும் மின் வேதியியல் படிவு முறையுடன் கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட கிராஃபைட் பொருட்களிலிருந்து அதிக மதிப்புடன் வெற்றிகரமாக வெளியேறியது, பாரம்பரிய கிராஃபிடைசேஷன் முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, மின்வேதியியல் முறை அதிக செயல்திறன், குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு, பசுமையான சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, ஒரே நேரத்தில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பொருட்களால் வரையறுக்கப்பட்ட, வெவ்வேறு மின்னாற்பகுப்பு நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப, கிராஃபைட் கட்டமைப்பின் வெவ்வேறு உருவ அமைப்பில் தயாரிக்கப்படலாம்,
இது அனைத்து வகையான உருவமற்ற கார்பன் மற்றும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களையும் மதிப்புமிக்க நானோ-கட்டமைக்கப்பட்ட கிராஃபைட் பொருட்களாக மாற்றுவதற்கான ஒரு பயனுள்ள வழியை வழங்குகிறது மற்றும் நல்ல பயன்பாட்டு வாய்ப்பையும் கொண்டுள்ளது.
தற்போது, இந்த தொழில்நுட்பம் ஆரம்ப நிலையில் உள்ளது.எலக்ட்ரோகெமிக்கல் முறை மூலம் கிராஃபிடைசேஷன் பற்றிய சில ஆய்வுகள் உள்ளன, இன்னும் பல அறிய முடியாத செயல்முறைகள் உள்ளன.எனவே, மூலப்பொருட்களிலிருந்து தொடங்கி பல்வேறு உருவமற்ற கார்பன்கள் பற்றிய விரிவான மற்றும் முறையான ஆய்வை நடத்துவது அவசியம், அதே நேரத்தில் கிராஃபைட் மாற்றத்தின் வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் இயக்கவியலை ஆழமான மட்டத்தில் ஆராய்வது அவசியம்.
கிராஃபைட் தொழில்துறையின் எதிர்கால வளர்ச்சிக்கு இவை நீண்டகால முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை.
இடுகை நேரம்: மே-10-2021