ग्रेफाइट को कृत्रिम ग्रेफाइट और प्राकृतिक ग्रेफाइट में विभाजित किया गया है, दुनिया में प्राकृतिक ग्रेफाइट का सिद्ध भंडार लगभग 2 बिलियन टन है।
कृत्रिम ग्रेफाइट सामान्य दबाव में कार्बन युक्त सामग्रियों के अपघटन और ताप उपचार द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस परिवर्तन के लिए प्रेरक शक्ति के रूप में पर्याप्त उच्च तापमान और ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और अव्यवस्थित संरचना एक क्रमबद्ध ग्रेफाइट क्रिस्टल संरचना में बदल जाएगी।
ग्राफ़िटाइजेशन 2000 ℃ से ऊपर उच्च तापमान ताप उपचार कार्बन परमाणुओं के पुनर्व्यवस्था के माध्यम से कार्बनयुक्त सामग्री के व्यापक अर्थ में है, हालांकि 3000 ℃ से ऊपर उच्च तापमान में कुछ कार्बन सामग्री, इस प्रकार की कार्बन सामग्री को "हार्ड चारकोल" के रूप में जाना जाता था। आसान ग्रेफाइटाइज्ड कार्बन सामग्री, पारंपरिक ग्रेफाइटाइजेशन विधि में उच्च तापमान और उच्च दबाव विधि, उत्प्रेरक ग्रेफाइटाइजेशन, रासायनिक वाष्प जमाव विधि आदि शामिल हैं।
ग्रैफ़िटाइज़ेशन कार्बनयुक्त सामग्रियों के उच्च वर्धित मूल्य उपयोग का एक प्रभावी साधन है। विद्वानों द्वारा व्यापक और गहन शोध के बाद, यह अब मूल रूप से परिपक्व हो गया है। हालाँकि, कुछ प्रतिकूल कारक उद्योग में पारंपरिक ग्राफ़िटाइज़ेशन के अनुप्रयोग को सीमित करते हैं, इसलिए नए ग्राफ़िटाइज़ेशन तरीकों का पता लगाना एक अपरिहार्य प्रवृत्ति है।
19वीं शताब्दी के बाद से पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलिसिस विधि विकास की एक शताब्दी से अधिक रही है, इसके मूल सिद्धांत और नई विधियों में लगातार नवाचार और विकास हो रहा है, अब यह पारंपरिक धातुकर्म उद्योग तक ही सीमित नहीं है, 21वीं शताब्दी की शुरुआत में, धातु में पिघला हुआ नमक प्रणाली ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक कमी मौलिक धातुओं की तैयारी अधिक सक्रिय में फोकस बन गई है,
हाल ही में, पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा ग्रेफाइट सामग्री तैयार करने की एक नई विधि ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है।
कैथोडिक ध्रुवीकरण और इलेक्ट्रोडेपोज़िशन के माध्यम से, कार्बन कच्चे माल के दो अलग-अलग रूपों को उच्च अतिरिक्त मूल्य के साथ नैनो-ग्रेफाइट सामग्री में बदल दिया जाता है। पारंपरिक ग्राफ़िटाइज़ेशन तकनीक की तुलना में, नई ग्राफ़िटाइज़ेशन पद्धति में कम ग्राफ़िटाइज़ेशन तापमान और नियंत्रणीय आकृति विज्ञान के फायदे हैं।
यह पेपर इलेक्ट्रोकेमिकल विधि द्वारा ग्राफिटाइजेशन की प्रगति की समीक्षा करता है, इस नई तकनीक का परिचय देता है, इसके फायदे और नुकसान का विश्लेषण करता है, और इसके भविष्य के विकास की प्रवृत्ति की संभावनाएं बताता है।
सबसे पहले, पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलाइटिक कैथोड ध्रुवीकरण विधि
1.1 कच्चा माल
वर्तमान में, कृत्रिम ग्रेफाइट का मुख्य कच्चा माल सुई कोक और उच्च ग्रेफाइटाइजेशन डिग्री का पिच कोक है, अर्थात् तेल अवशेष और कोयला टार द्वारा कच्चे माल के रूप में कम सरंध्रता, कम सल्फर, कम राख के साथ उच्च गुणवत्ता वाली कार्बन सामग्री का उत्पादन किया जाता है। ग्रेफाइटाइजेशन की सामग्री और लाभ, ग्रेफाइट में इसकी तैयारी के बाद प्रभाव के लिए अच्छा प्रतिरोध, उच्च यांत्रिक शक्ति, कम प्रतिरोधकता है,
हालाँकि, सीमित तेल भंडार और तेल की कीमतों में उतार-चढ़ाव ने इसके विकास को प्रतिबंधित कर दिया है, इसलिए नए कच्चे माल की तलाश करना एक जरूरी समस्या बन गई है।
पारंपरिक ग्राफ़िटाइज़ेशन विधियों की सीमाएँ हैं, और विभिन्न ग्राफ़िटाइज़ेशन विधियाँ विभिन्न कच्चे माल का उपयोग करती हैं। गैर-ग्रेफाइटाइज्ड कार्बन के लिए, पारंपरिक तरीके शायद ही इसे ग्रेफाइटाइज कर सकते हैं, जबकि पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस का इलेक्ट्रोकेमिकल फॉर्मूला कच्चे माल की सीमा को तोड़ता है, और लगभग सभी पारंपरिक कार्बन सामग्रियों के लिए उपयुक्त है।
पारंपरिक कार्बन सामग्रियों में कार्बन ब्लैक, सक्रिय कार्बन, कोयला आदि शामिल हैं, जिनमें से कोयला सबसे आशाजनक है। कोयला आधारित स्याही कोयले को अग्रदूत के रूप में लेती है और पूर्व-उपचार के बाद उच्च तापमान पर ग्रेफाइट उत्पादों में तैयार की जाती है।
हाल ही में, यह पेपर पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पेंग जैसे नए इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों का प्रस्ताव करता है, ग्रेफाइट के उच्च क्रिस्टलीयता में कार्बन ब्लैक को ग्रेफाइटाइज करने की संभावना नहीं है, पंखुड़ी के आकार के ग्रेफाइट नैनोमीटर चिप्स वाले ग्रेफाइट नमूनों के इलेक्ट्रोलिसिस में उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, जब लिथियम बैटरी के लिए उपयोग किया जाता है तो कैथोड ने प्राकृतिक ग्रेफाइट की तुलना में उत्कृष्ट विद्युत रासायनिक प्रदर्शन दिखाया।
झू एट अल. 950 ℃ पर इलेक्ट्रोलिसिस के लिए डीशिंग उपचारित निम्न-गुणवत्ता वाले कोयले को CaCl2 पिघले हुए नमक प्रणाली में डालें, और निम्न-गुणवत्ता वाले कोयले को उच्च क्रिस्टलीयता के साथ ग्रेफाइट में सफलतापूर्वक बदल दिया, जिसने लिथियम आयन बैटरी के एनोड के रूप में उपयोग करने पर अच्छी दर प्रदर्शन और लंबे चक्र जीवन को दिखाया। .
प्रयोग से पता चलता है कि पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से विभिन्न प्रकार की पारंपरिक कार्बन सामग्री को ग्रेफाइट में परिवर्तित करना संभव है, जो भविष्य में सिंथेटिक ग्रेफाइट के लिए एक नया रास्ता खोलता है।
1.2 का तंत्र
पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलिसिस विधि कार्बन सामग्री को कैथोड के रूप में उपयोग करती है और कैथोडिक ध्रुवीकरण के माध्यम से इसे उच्च क्रिस्टलीयता वाले ग्रेफाइट में परिवर्तित करती है। वर्तमान में, मौजूदा साहित्य में कैथोडिक ध्रुवीकरण की संभावित रूपांतरण प्रक्रिया में ऑक्सीजन को हटाने और कार्बन परमाणुओं की लंबी दूरी की पुनर्व्यवस्था का उल्लेख है।
कार्बन सामग्री में ऑक्सीजन की उपस्थिति कुछ हद तक ग्राफ़िटाइजेशन में बाधा उत्पन्न करेगी। पारंपरिक ग्रेफाइटाइजेशन प्रक्रिया में, तापमान 1600K से अधिक होने पर ऑक्सीजन धीरे-धीरे हटा दी जाएगी। हालाँकि, कैथोडिक ध्रुवीकरण के माध्यम से डीऑक्सीडाइज़ करना बेहद सुविधाजनक है।
प्रयोगों में पेंग आदि ने पहली बार पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलिसिस कैथोडिक ध्रुवीकरण संभावित तंत्र को आगे बढ़ाया, अर्थात् ग्रेफाइटाइजेशन शुरू करने के लिए सबसे जगह ठोस कार्बन माइक्रोस्फेयर / इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस में स्थित है, पहले कार्बन माइक्रोस्फेयर एक मूल समान व्यास के आसपास बनता है ग्रेफाइट शेल, और फिर कभी भी स्थिर निर्जल कार्बन परमाणु अधिक स्थिर बाहरी ग्रेफाइट परत में नहीं फैलते, जब तक कि पूरी तरह से ग्रेफाइट न हो जाए,
ग्राफ़िटाइज़ेशन प्रक्रिया ऑक्सीजन को हटाने के साथ होती है, जिसकी पुष्टि प्रयोगों से भी होती है।
जिन एट अल. इस दृष्टिकोण को प्रयोगों द्वारा सिद्ध भी किया। ग्लूकोज के कार्बोनाइजेशन के बाद ग्रेफाइटाइजेशन (17% ऑक्सीजन सामग्री) किया गया। ग्रेफाइटाइजेशन के बाद, मूल ठोस कार्बन गोले (चित्र 1 ए और 1 सी) ने ग्रेफाइट नैनोशीट्स (चित्र 1 बी और 1 डी) से बना एक छिद्रपूर्ण खोल बनाया।
कार्बन फाइबर (16% ऑक्सीजन) के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा, कार्बन फाइबर को साहित्य में अनुमानित रूपांतरण तंत्र के अनुसार ग्रेफाइटाइजेशन के बाद ग्रेफाइट ट्यूब में परिवर्तित किया जा सकता है।
माना जाता है कि, लंबी दूरी की गति कार्बन परमाणुओं के कैथोडिक ध्रुवीकरण के तहत होती है, उच्च क्रिस्टल ग्रेफाइट को अनाकार कार्बन पुनर्व्यवस्थित करने के लिए प्रक्रिया करनी चाहिए, सिंथेटिक ग्रेफाइट अद्वितीय पंखुड़ियों के आकार के नैनोस्ट्रक्चर ऑक्सीजन परमाणुओं से लाभान्वित होते हैं, लेकिन ग्रेफाइट नैनोमीटर संरचना को कैसे प्रभावित किया जाए, यह स्पष्ट नहीं है, जैसे कि कैथोड प्रतिक्रिया के बाद कार्बन कंकाल से ऑक्सीजन, आदि।
फ़िलहाल, तंत्र पर शोध अभी भी प्रारंभिक चरण में है, और आगे के शोध की आवश्यकता है।
1.3 सिंथेटिक ग्रेफाइट का रूपात्मक लक्षण वर्णन
SEM का उपयोग ग्रेफाइट की सूक्ष्म सतह आकृति विज्ञान का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, TEM का उपयोग 0.2 μm से कम की संरचनात्मक आकृति विज्ञान का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, XRD और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेफाइट की सूक्ष्म संरचना को चिह्नित करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले साधन हैं, XRD का उपयोग क्रिस्टल को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। ग्रेफाइट की जानकारी, और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग ग्रेफाइट के दोषों और क्रम की डिग्री को चिह्नित करने के लिए किया जाता है।
पिघले हुए नमक के इलेक्ट्रोलिसिस के कैथोड ध्रुवीकरण द्वारा तैयार ग्रेफाइट में कई छिद्र होते हैं। विभिन्न कच्चे माल के लिए, जैसे कार्बन ब्लैक इलेक्ट्रोलिसिस, पंखुड़ी जैसी छिद्रपूर्ण नैनोस्ट्रक्चर प्राप्त किए जाते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस के बाद कार्बन ब्लैक पर एक्सआरडी और रमन स्पेक्ट्रम विश्लेषण किया जाता है।
827 ℃ पर, 1 घंटे के लिए 2.6V वोल्टेज के साथ उपचारित होने के बाद, कार्बन ब्लैक की रमन वर्णक्रमीय छवि लगभग वाणिज्यिक ग्रेफाइट के समान है। कार्बन ब्लैक को विभिन्न तापमानों के साथ उपचारित करने के बाद, तीव्र ग्रेफाइट विशेषता शिखर (002) को मापा जाता है। विवर्तन शिखर (002) ग्रेफाइट में सुगंधित कार्बन परत के अभिविन्यास की डिग्री का प्रतिनिधित्व करता है।
कार्बन परत जितनी तेज़ होगी, वह उतनी ही अधिक उन्मुख होगी।
झू ने प्रयोग में शुद्ध अवर कोयले को कैथोड के रूप में इस्तेमाल किया, और ग्रेफाइटाइज्ड उत्पाद की सूक्ष्म संरचना को दानेदार से बड़ी ग्रेफाइट संरचना में बदल दिया गया, और उच्च दर संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत तंग ग्रेफाइट परत भी देखी गई।
रमन स्पेक्ट्रा में, प्रायोगिक स्थितियों में बदलाव के साथ, आईडी/आईजी मान भी बदल गया। जब इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान 950 ℃ था, इलेक्ट्रोलाइटिक समय 6 घंटे था, और इलेक्ट्रोलाइटिक वोल्टेज 2.6V था, सबसे कम आईडी/आईजी मान 0.3 था, और डी शिखर जी शिखर से बहुत कम था। साथ ही, 2डी शिखर की उपस्थिति उच्च क्रम वाली ग्रेफाइट संरचना के निर्माण का भी प्रतिनिधित्व करती है।
एक्सआरडी छवि में तेज (002) विवर्तन शिखर उच्च क्रिस्टलीयता के साथ निम्नतर कोयले के ग्रेफाइट में सफल रूपांतरण की भी पुष्टि करता है।
ग्राफ़िटाइज़ेशन प्रक्रिया में, तापमान और वोल्टेज की वृद्धि एक बढ़ावा देने वाली भूमिका निभाएगी, लेकिन बहुत अधिक वोल्टेज ग्रेफाइट की उपज को कम कर देगा, और बहुत अधिक तापमान या बहुत लंबे ग्राफ़िटाइज़ेशन समय से संसाधनों की बर्बादी होगी, इसलिए विभिन्न कार्बन सामग्रियों के लिए , सबसे उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक स्थितियों का पता लगाना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, फोकस और कठिनाई भी है।
इस पंखुड़ी जैसी परत वाली नैनो संरचना में उत्कृष्ट विद्युत रासायनिक गुण हैं। बड़ी संख्या में छिद्र आयनों को जल्दी से डालने/डीमबेड करने की अनुमति देते हैं, जिससे बैटरी आदि के लिए उच्च गुणवत्ता वाली कैथोड सामग्री उपलब्ध होती है। इसलिए, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि ग्रेफाइटाइजेशन एक बहुत ही संभावित ग्रेफाइटाइजेशन विधि है।
पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोडोपोज़िशन विधि
2.1 कार्बन डाइऑक्साइड का इलेक्ट्रोडोडेपोजिशन
सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस के रूप में, CO2 एक गैर विषैले, हानिरहित, सस्ता और आसानी से उपलब्ध नवीकरणीय संसाधन भी है। हालाँकि, CO2 में कार्बन उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में है, इसलिए CO2 में उच्च थर्मोडायनामिक स्थिरता है, जिससे इसका पुन: उपयोग करना मुश्किल हो जाता है।
CO2 इलेक्ट्रोडेपोजीशन पर सबसे पहला शोध 1960 के दशक में खोजा जा सकता है। इनग्राम एट अल. Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 के पिघले हुए नमक प्रणाली में सोने के इलेक्ट्रोड पर सफलतापूर्वक कार्बन तैयार किया।
वैन एट अल. बताया कि विभिन्न कटौती क्षमता पर प्राप्त कार्बन पाउडर में ग्रेफाइट, अनाकार कार्बन और कार्बन नैनोफाइबर सहित विभिन्न संरचनाएं थीं।
पिघले हुए नमक द्वारा CO2 को ग्रहण करने और कार्बन सामग्री तैयार करने की विधि की सफलता के बाद, लंबे समय तक शोध करने के बाद विद्वानों ने कार्बन जमाव निर्माण तंत्र और अंतिम उत्पाद पर इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया है, जिसमें इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान, इलेक्ट्रोलाइटिक वोल्टेज और की संरचना शामिल है। पिघला हुआ नमक और इलेक्ट्रोड, आदि, CO2 के इलेक्ट्रोडोडेपोजिशन के लिए ग्रेफाइट सामग्री के उच्च प्रदर्शन की तैयारी ने एक ठोस नींव रखी है।
इलेक्ट्रोलाइट को बदलकर और उच्च CO2 कैप्चर दक्षता के साथ CaCl2-आधारित पिघला हुआ नमक प्रणाली का उपयोग करके, हू एट अल। इलेक्ट्रोलिसिस तापमान, इलेक्ट्रोड संरचना और पिघला हुआ नमक संरचना जैसी इलेक्ट्रोलाइटिक स्थितियों का अध्ययन करके उच्च ग्रेफाइटाइजेशन डिग्री और कार्बन नैनोट्यूब और अन्य नैनोग्राफ़ाइट संरचनाओं के साथ ग्राफीन को सफलतापूर्वक तैयार किया गया।
कार्बोनेट प्रणाली की तुलना में, CaCl2 में सस्ते और प्राप्त करने में आसान, उच्च चालकता, पानी में आसानी से घुलने और ऑक्सीजन आयनों की उच्च घुलनशीलता के फायदे हैं, जो उच्च अतिरिक्त मूल्य के साथ CO2 को ग्रेफाइट उत्पादों में बदलने के लिए सैद्धांतिक स्थिति प्रदान करते हैं।
2.2 परिवर्तन तंत्र
पिघले हुए नमक से CO2 के इलेक्ट्रोडेपोजिशन द्वारा उच्च मूल्य वर्धित कार्बन सामग्री तैयार करने में मुख्य रूप से CO2 कैप्चर और अप्रत्यक्ष कमी शामिल है। CO2 का संग्रहण पिघले हुए नमक में मुक्त O2- द्वारा पूरा किया जाता है, जैसा कि समीकरण (1) में दिखाया गया है:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
वर्तमान में, तीन अप्रत्यक्ष कमी प्रतिक्रिया तंत्र प्रस्तावित किए गए हैं: एक-चरण प्रतिक्रिया, दो-चरण प्रतिक्रिया और धातु कमी प्रतिक्रिया तंत्र।
एक-चरणीय प्रतिक्रिया तंत्र सबसे पहले इनग्राम द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जैसा कि समीकरण (2) में दिखाया गया है:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
दो-चरणीय प्रतिक्रिया तंत्र बोरुका एट अल द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जैसा कि समीकरण (3-4) में दिखाया गया है:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
धातु कमी प्रतिक्रिया का तंत्र डीनहार्ड्ट एट अल द्वारा प्रस्तावित किया गया था। उनका मानना था कि धातु आयनों को पहले कैथोड में धातु में अपचयित किया गया था, और फिर धातु को कार्बोनेट आयनों में अपचयित किया गया था, जैसा कि समीकरण (5~6) में दिखाया गया है:
एम- + ई - →एम (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
वर्तमान में, मौजूदा साहित्य में एक-चरणीय प्रतिक्रिया तंत्र को आम तौर पर स्वीकार किया जाता है।
यिन एट अल. कैथोड के रूप में निकेल, एनोड के रूप में टिन डाइऑक्साइड और संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में सिल्वर तार के साथ ली-ना-के कार्बोनेट प्रणाली का अध्ययन किया, और निकल कैथोड पर चित्र 2 (100 mV/s की स्कैनिंग दर) में चक्रीय वोल्टामेट्री परीक्षण का आंकड़ा प्राप्त किया, और पाया नकारात्मक स्कैनिंग में केवल एक कमी शिखर (-2.0V पर) था।
इसलिए, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि कार्बोनेट की कमी के दौरान केवल एक प्रतिक्रिया हुई।
गाओ एट अल. समान कार्बोनेट प्रणाली में समान चक्रीय वोल्टामेट्री प्राप्त की।
जीई एट अल. LiCl-Li2CO3 प्रणाली में CO2 को कैप्चर करने के लिए निष्क्रिय एनोड और टंगस्टन कैथोड का उपयोग किया गया और समान छवियां प्राप्त की गईं, और नकारात्मक स्कैनिंग में कार्बन जमाव का केवल एक कमी शिखर दिखाई दिया।
क्षारीय धातु पिघला हुआ नमक प्रणाली में, क्षार धातु और सीओ उत्पन्न होगा जबकि कार्बन कैथोड द्वारा जमा किया जाता है। हालाँकि, क्योंकि कम तापमान पर कार्बन जमाव प्रतिक्रिया की थर्मोडायनामिक स्थितियाँ कम होती हैं, प्रयोग में केवल कार्बोनेट से कार्बन में कमी का पता लगाया जा सकता है।
2.3 ग्रेफाइट उत्पाद तैयार करने के लिए पिघले नमक द्वारा CO2 ग्रहण करना
प्रायोगिक स्थितियों को नियंत्रित करके पिघले हुए नमक से CO2 के इलेक्ट्रोडेपोजिशन द्वारा ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब जैसे उच्च मूल्य वर्धित ग्रेफाइट नैनोमटेरियल तैयार किए जा सकते हैं। हू एट अल. CaCl2-NaCl-CaO पिघला हुआ नमक प्रणाली में कैथोड के रूप में स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है और विभिन्न तापमानों पर 2.6V निरंतर वोल्टेज की स्थिति के तहत 4 घंटे के लिए इलेक्ट्रोलाइज्ड किया जाता है।
लोहे के उत्प्रेरण और ग्रेफाइट परतों के बीच CO के विस्फोटक प्रभाव के कारण, कैथोड की सतह पर ग्राफीन पाया गया। ग्राफीन की तैयारी प्रक्रिया चित्र 3 में दिखाई गई है।
चित्र
बाद के अध्ययनों में CaCl2-NaClCaO पिघला हुआ नमक प्रणाली के आधार पर Li2SO4 जोड़ा गया, इलेक्ट्रोलिसिस तापमान 625 ℃ था, इलेक्ट्रोलिसिस के 4 घंटे के बाद, उसी समय कार्बन के कैथोडिक जमाव में ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब पाए गए, अध्ययन में पाया गया कि Li+ और SO4 2 - रेखांकन पर सकारात्मक प्रभाव लाने के लिए।
सल्फर को भी कार्बन बॉडी में सफलतापूर्वक एकीकृत किया गया है, और इलेक्ट्रोलाइटिक स्थितियों को नियंत्रित करके अल्ट्रा-पतली ग्रेफाइट शीट और फिलामेंटस कार्बन प्राप्त किया जा सकता है।
ग्राफीन के निर्माण के लिए उच्च और निम्न इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान जैसी सामग्री महत्वपूर्ण है, जब तापमान 800 ℃ से अधिक होता है तो कार्बन के बजाय CO उत्पन्न करना आसान होता है, 950 ℃ से अधिक होने पर लगभग कोई कार्बन जमाव नहीं होता है, इसलिए तापमान नियंत्रण बेहद महत्वपूर्ण है ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन करने के लिए, और कार्बन जमाव प्रतिक्रिया सीओ प्रतिक्रिया तालमेल की आवश्यकता को बहाल करने के लिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि कैथोड स्थिर ग्राफीन उत्पन्न करता है।
ये कार्य CO2 द्वारा नैनो-ग्रेफाइट उत्पाद तैयार करने के लिए एक नई विधि प्रदान करते हैं, जो ग्रीनहाउस गैसों के समाधान और ग्राफीन की तैयारी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
3. सारांश और आउटलुक
नए ऊर्जा उद्योग के तेजी से विकास के साथ, प्राकृतिक ग्रेफाइट वर्तमान मांग को पूरा करने में असमर्थ रहा है, और कृत्रिम ग्रेफाइट में प्राकृतिक ग्रेफाइट की तुलना में बेहतर भौतिक और रासायनिक गुण हैं, इसलिए सस्ता, कुशल और पर्यावरण के अनुकूल ग्रेफाइटाइजेशन एक दीर्घकालिक लक्ष्य है।
कैथोडिक ध्रुवीकरण और इलेक्ट्रोकेमिकल जमाव की विधि के साथ ठोस और गैसीय कच्चे माल में इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों से ग्रेफाइटाइजेशन को ग्रेफाइट सामग्री से उच्च अतिरिक्त मूल्य के साथ सफलतापूर्वक बाहर निकाला गया, ग्रेफाइटाइजेशन के पारंपरिक तरीके की तुलना में, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि उच्च दक्षता, कम ऊर्जा खपत वाली है, हरित पर्यावरण संरक्षण, एक ही समय में चयनात्मक सामग्रियों द्वारा सीमित छोटे के लिए, विभिन्न इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों के अनुसार ग्रेफाइट संरचना के विभिन्न आकारिकी पर तैयार किया जा सकता है,
यह सभी प्रकार के अनाकार कार्बन और ग्रीनहाउस गैसों को मूल्यवान नैनो-संरचित ग्रेफाइट सामग्री में परिवर्तित करने का एक प्रभावी तरीका प्रदान करता है और इसमें आवेदन की अच्छी संभावना है।
फिलहाल यह तकनीक अपनी प्रारंभिक अवस्था में है. इलेक्ट्रोकेमिकल विधि द्वारा ग्राफ़िटाइजेशन पर कुछ अध्ययन हुए हैं, और अभी भी कई अज्ञात प्रक्रियाएं हैं। इसलिए, कच्चे माल से शुरू करना और विभिन्न अनाकार कार्बन पर एक व्यापक और व्यवस्थित अध्ययन करना आवश्यक है, और साथ ही ग्रेफाइट रूपांतरण के थर्मोडायनामिक्स और गतिशीलता का गहराई से पता लगाना आवश्यक है।
ग्रेफाइट उद्योग के भविष्य के विकास के लिए इनका दूरगामी महत्व है।
पोस्ट समय: मई-10-2021