Kua wehea te kawhata ki te kauwhata hangahanga me te kauwhata maori, nga rahui o te ao mo te kauwhata maori mo te 2 piriona taranata.
Ko te graphite artificial ka whiwhi i te pirau me te whakamahana wera o nga rawa waro i raro i te pehanga noa.Ko tenei huringa me nui rawa te pāmahana me te kaha hei taraiwa, a ka huri te hanganga rawe hei hanga karaihe graphite.
Ko te graphitization i roto i te tikanga whanui o te rauemi waro i runga ake i te 2000 ℃ teitei te wera wera whakamahana i nga ngota waro, engari ko etahi rauemi waro i roto i te pāmahana teitei i runga ake i te 3000 ℃ graphitization, ko tenei momo rauemi waro i kiia ko te "wao uaua", mo Ko nga rauemi waro ngawari kua tuhia, ko te tikanga graphitization tuku iho ko te pāmahana teitei me te tikanga pehanga teitei, te graphitization catalytic, te tikanga whakaheke matū matū, etc.
He huarahi whai hua te mahi graphitization mo te whakamahi uara nui o nga rawa waro.Whai muri i nga rangahau hohonu me te hohonu a nga tohunga, kua tino pakeke inaianei.Heoi ano, ko etahi o nga mea kino e whakatiki ana i te whakamahinga o te mahi kauwhata tuku iho i roto i te ahumahi, na reira he ahua kore e taea te tuhura i nga tikanga whakamaarama hou.
Ko te tikanga tote electrolysis rewa mai i te rau tau 19 neke atu i te rau tau o te whanaketanga, ko tona ariā taketake me nga tikanga hou he auaha tonu me te whakawhanaketanga, inaianei kua kore e whakawhäitihia ki te ahumahi whakarewa tuku iho, i te timatanga o te rautau 21, te whakarewa i roto Ko te punaha tote whakarewa te waikura hiko whakaheke hiko te whakarite i nga konganuku huānga kua tino aro ki te kaha ake,
Ina tata nei, he tikanga hou mo te whakarite rauemi kauwhata ma te hiko tote rewa kua aro nui.
Na roto i te polarization cathodic me te electrodeposition, ka hurihia nga momo momo waro matawai hei rauemi nano-graphite me te uara taapiri nui.Ka whakatauritea ki te hangarau o te kauwhata tuku iho, ko te tikanga kauwhata hou nga painga o te iti iho o te pāmahana kauwhata me te ahua o te ahua ka taea te whakahaere.
Ka arotakehia e te pepa nei te ahunga whakamua o te whakakauwhata ma te tikanga matū hiko, te whakauru i tenei hangarau hou, te tātari i ona painga me ona huakore, me te titiro ki te ahua whanaketanga a meake nei.
Tuatahi, rewa tote electrolytic cathode tikanga polarization
1.1 te rauemi mata
I tenei wa, ko nga mea matua o te graphite artificial ko te ngira coke me te ware coke o te tohu graphitization teitei, ara na te toenga hinu me te tar waro hei rauemi mata hei whakaputa i nga rauemi waro-kounga teitei, he iti te porosity, he whanariki iti, he pungarehu iti. Ko nga ihirangi me nga painga o te graphitization, i muri i tana takahanga ki te graphite he pai te atete ki te paanga, te kaha miihini teitei, te iti o te aukati,
Heoi, ko te iti o nga rahui hinu me te rerekee o nga utu hinu kua aukati i te whanaketanga, na reira ko te rapu rauemi mata hou he raru tere hei whakatika.
He herenga nga tikanga o te kauwhata tuku iho, a he rereke nga tikanga o te kauwhata e whakamahi ana i nga rauemi mata rereke.Mo te waro kore-kauwhata, karekau e taea e nga tikanga tuku iho te whakaahua, i te mea ka pakaru te tauira matū hiko o te hiko tote rewa i roto i te herenga o nga rawa mata, a he pai mo te tata ki nga rawa waro tuku iho.
Ko nga taonga waro tawhito ko te waro pango, te waro whakahohe, te waro, me etahi atu, ko te waro te mea tino pai.Ko te waituhi waro-wao te waro hei tohu tuatahi, ka rite ki nga hua kauwhata i te pāmahana teitei i muri i te maimoatanga o mua.
I tata nei, ka whakaarohia e tenei pepa he tikanga matū hiko hou, penei i a Peng, na te tote tote rewa electrolysis e kore pea e graphitized waro pango ki te crystallinity teitei o te graphite, te electrolysis o nga tauira graphite kei roto nga maramara nanometer graphite petal, he teitei te waahanga mata motuhake, i te wa e whakamahia ana mo te cathode pākahiko lithium i whakaatu te mahi hiko hiko nui atu i te kauwhata maori.
Zhu et al.hoatu te waro iti-kounga iti ki roto i te punaha tote whakarewa CaCl2 mo te hikohiko i te 950 ℃, ka pai te huri i te waro iti-kounga ki te kauwhata me te tioata teitei, he pai te reiti mahi me te roa o te huringa ora ina whakamahia hei anode o te pākahiko katote lithium. .
E whakaatu ana te whakamatautau ka taea te huri i nga momo momo waro tuku iho ki te kauwhata ma te hiko tote rewa, e whakatuwhera ana i te huarahi hou mo te kauwhata waihanga a meake nei.
1.2 te tikanga o
Ko te tikanga hiko tote rewa te whakamahi i nga rawa waro hei cathode, ka huri hei kauwhata me te tioata teitei ma te whakamaaramatanga cathodic.I tenei wa, ko nga tuhinga o naianei e kii ana mo te tango i te hāora me te whakatikatika tawhiti o nga ngota waro i roto i te huringa huringa pea o te polarization cathodic.
Ko te noho o te hāora i roto i nga rawa waro ka aukati i te kauwhata.I roto i te tukanga graphitization tuku iho, ka āta tangohia te hāora ina teitei ake te pāmahana i te 1600K.Heoi, he tino watea ki te whakaheke i te waiora na roto i te polarization cathodic.
Ko Peng, me era atu i roto i nga whakamatautau mo te wa tuatahi ka tukuna te tote tote electrolysis cathodic polarization tikanga, ara ko te graphitization te nuinga o te waahi ka timata me noho ki roto i nga waro moroiti waro/atanga hiko, tuatahi te hanga moroiti waro huri noa i te diameter rite. anga kauwhata, katahi ka kore rawa e mau nga ngota waro waro hauwai ka horapa atu ki te tawerewere kauwhata o waho, tae noa ki te kauwhata katoa,
Ko te mahinga kauwhata e haere tahi ana me te tango i te hāora, ka whakamanahia hoki e nga whakamatautau.
Jin et al.i whakamatauria ano tenei tirohanga ma nga whakamatautau.Whai muri i te warohanga o te hukahuka, i mahia te whakamaaramatanga (17% te ihirangi hāora).Whai muri i te kauwhata, ka hangaia e nga poro waro totoka taketake (Whakaahua 1a me te 1c) he anga maiangi i titoa mai i nga pepa nano kauwhata (Whakaahua 1b me te 1d).
Ma te hikohiko o nga muka waro (16% hāora), ka huri pea nga muka waro ki nga ngongo kauwhata i muri i te whakamaaramatanga i runga i te tikanga hurihanga i whakaarohia i roto i nga tuhinga.
Whakapono e, ko te neke tawhiti tawhiti i raro i te cathodic polarization o ngota waro te graphite karaihe tiketike ki te waro amorphous rearrange me tukatuka, graphite waihanga graphite ahurei puapua hanga nanostructures painga i ngota hāora i, engari te motuhake pehea ki te whakaawe graphite nanometer hanganga kore he mārama, Pērā i te hāora mai i te kōhiwi waro i muri i te pehea i te tauhohenga cathode, aha atu,
I tenei wa, kei te waahi tuatahi tonu te rangahau mo te tikanga, me rangahau ano.
1.3 Te ahua o te ahua o te kauwhata waihanga
Ka whakamahia te SEM ki te maataki i te ahua o te mata moroiti o te graphite, ka whakamahia te TEM ki te maataki i te ahua o te hanganga o te iti iho i te 0.2 μm, XRD me Raman spectroscopy te tikanga tino whakamahia hei tohu i te hangahanga moroiti o te graphite, ka whakamahia te XRD hei tohu i te karaihe. Ko nga korero mo te kauwhata, me te whakamaaramatanga Raman hei tohu i nga koha me te raupapa tohu o te kauwhata.
He maha nga pores i roto i te graphite kua whakaritea e te cathode polarization o te hiko tote rewa.Mo nga rauemi mata rereke, penei i te electrolysis pango waro, ka whiwhi nga hanganga nano porous rite te puapua.Ka mahia te tātari hihinga XRD me Raman ki te waro pango i muri i te hikohiko.
I te 827 ℃, i muri i te maimoatanga ki te ngaohiko 2.6V mo te 1h, he rite tonu te ahua o te ahua o Raman o te waro pango ki to te kauwhata arumoni.Whai muri i te whakamaaramatanga o te pango waro ki nga momo mahana, ka inehia te tihi o te kauwhata koi (002).Ko te tihi wehewehenga (002) e tohu ana i te tohu o te takotoranga o te paparanga waro kakara i roto i te kauwhata.
Ko te koi o te papanga waro, ka kaha ake te aro.
I whakamahia e Zhu te waro iti kua purea hei cathode i roto i te whakamatautau, a ko te hangahanga moroiti o te hua graphitized i hurihia mai i te kirikiri ki te hanganga kauwhata nui, a ka kitea ano te paparanga kauwhata kiki i raro i te karu hiko hiko tuku tere.
I Raman spectra, me te huringa o nga tikanga whakamatautau, ka huri ano te uara ID/Ig.I te 950 ℃ te pāmahana electrolytic, ko te wa hiko he 6h, ko te ngaohiko hiko he 2.6V, ko te iti rawa o te ID / Ig ko te 0.3, me te D peak he iti ake i te G peak.I te wa ano, ko te ahua o te tihi 2D e tohu ana i te hanganga o te hanganga graphite tino whakahau.
Ko te koi (002) te tihi wehewehenga i roto i te ahua XRD e whakapumau ana i te huringa angitu o te waro iti ki roto i te kauwhata me te tioata teitei.
I roto i te tukanga graphitization, ko te whakanui ake o te pāmahana me te ngaohiko ka whai waahi whakatairanga, engari ko te ngaohiko teitei rawa ka whakaiti i te hua o te kauwhata, me te nui rawa o te pāmahana, te roa rawa ranei o te wa graphitization ka arahi ki te ururua o nga rauemi, na mo nga momo waro rereke. , he mea tino nui ki te tuhura i nga tikanga electrolytic tino tika, ko te arotahi me te uaua.
He pai rawa atu nga ahuatanga matū hiko o tenei hangahanga tawerewere rite raupua.Ko te maha o nga pores ka taea te whakauru tere / whakakore i nga katote, te whakarato i nga rauemi cathode kounga teitei mo nga pākahiko, me etahi atu.
Tikanga electrodeposition tote whakarewa
2.1 Te whakangao hiko o te hauhā
I te mea ko te haurehu kati kōtuhi tino nui, ko te CO2 he rauemi kore-paitini, he kino, he utu iti me te ngawari ki te waatea.Heoi, ko te waro i roto i te CO2 kei roto i te ahua o te waikura teitei, no reira he nui te pumau o te thermodynamic CO2, he uaua ki te whakamahi ano.
Ko te rangahau tuatahi mo te CO2 electrodeposition ka taea te hoki mai ki nga tau 1960.Ingram et al.pai te whakarite waro i runga i te hiko koura i roto i te punaha tote whakarewa o Li2CO3-Na2CO3-K2CO3.
Van et al.I tohuhia ko nga paura waro i whiwhi i nga momo whakahekenga rereke he rereke nga hanganga, tae atu ki te kauwhata, te waro amorphous me te waro nanofibers.
Na roto i te tote whakarewa ki te hopu CO2 me te tikanga whakarite mo te angitu rauemi waro, i muri i te wa roa o nga tohunga rangahau kua aro ki te hangahanga waro waro me te paanga o nga tikanga electrolysis i runga i te hua whakamutunga, kei roto ko te pāmahana electrolytic, ngaohiko hiko me te hanganga o te tote whakarewa me nga electrodes, me etahi atu, ko te whakarite o te mahi teitei o nga rawa graphite mo te electrodeposition o CO2 kua whakatakoto he turanga pakari.
Ma te huri i te electrolyte me te whakamahi i te punaha tote whakarewa-a-CaCl2 me te pai ake o te hopu CO2, Hu et al.i pai te whakarite i te graphene me te tohu graphitization teitei ake me te ngongo waro me etahi atu hanganga nanographite ma te ako i nga tikanga hiko penei i te pāmahana hiko, te hanganga hiko me te hanganga tote whakarewa.
Ka whakatauritea ki te punaha warowaiha, he pai nga painga o te CaCl2 o te iti me te ngawari ki te whiwhi, te kawe teitei, te ngawari ki te memeha i roto i te wai, me te teitei ake o te whakarewatanga o nga katote hāora, e whakarato ana i nga tikanga ariā mo te hurihanga o te CO2 ki nga hua graphite he nui te uara.
2.2 Tikanga Huringa
Ko te whakareri i nga rawa waro-nui-nui ma te electrodeposition o te CO2 mai i te tote whakarewa ko te nuinga kei roto i te hopu CO2 me te whakaheke autaki.Ko te hopu CO2 ka oti ma te O2- kore utu i roto i te tote whakarewa, penei i te Wharite (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
I tenei wa, e toru nga tikanga tauhohenga whakaheke autaki kua whakaarohia: kotahi-taahiraa tauhohenga, rua-taahiraa tauhohenga me te tikanga whakaheke whakarewa.
Ko te tikanga tauhohenga kotahi-taahiraa i whakaarohia tuatahi e Ingram, penei i te Whakataurite (2):
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
Na Borucka et al. Ko te tikanga tauhohenga e rua-taahiraa, e whakaatuhia ana i te Wharite (3-4):
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
Ko te tikanga o te tauhohenga whakaheke whakarewa i whakaarohia e Deanhardt et al.I whakapono ratou ko nga katote whakarewa i te tuatahi ka whakahekehia ki te whakarewa i roto i te cathode, katahi ka whakahekehia te whakarewa ki nga katote warowaiha, penei i te Whakaaturanga (5~6):
M- + E – →M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
I tenei wa, ka whakaaetia te tikanga tauhohenga kotahi-taahiraa i roto i nga tuhinga o naianei.
Yin et al.I akohia te punaha warowaikawa Li-Na-K me te nickel hei cathode, te tine hauwai hei anode me te waea hiriwa hei hiko tohutoro, ka whiwhi i te ahua whakamatautau voltammetry hurihanga i te Whakaahua 2 (te tere matawai o te 100 mV/s) i te nickel cathode, ka kitea kotahi anake te tihi whakaheke (i te -2.0V) i te matawai kino.
Na reira, ka taea te whakatau he kotahi anake te tauhohenga i puta i te wa e whakahekehia ana te warowaihā.
Gao et al.i whiwhi i te ahua o te voltammetry huri noa i roto i te punaha warokawa ano.
Ge et al.I whakamahia te anode me te katote tungsten ki te hopu CO2 i roto i te punaha LiCl-Li2CO3 me te whiwhi whakaahua rite, a he iti noa te hekenga o te waro i puta i te matawai kino.
I roto i te punaha tote whakarewa kawakore, ka puta nga konganuku alkali me te CO i te wa e tuku ana te waro e te cathode.Heoi, i te mea he iti ake nga tikanga whakamaarama o te tauhohenga waro waro i te iti o te pāmahana, ko te whakahekenga o te waro waro ki te waro ka kitea i roto i te whakamatautau.
2.3 Ko te hopu CO2 ma te tote whakarewa hei whakarite i nga hua kauwhata
Ka taea te whakarite i nga taputapu graphite taapiri-nui penei i te graphene me te ngongo waro ma te electrodeposition o CO2 mai i te tote whakarewa ma te whakahaere i nga tikanga whakamatautau.Hu et al.i whakamahia he kowiri tira hei cathode i roto i te punaha tote rewa CaCl2-NaCl-CaO me te electrolyzed mo te 4h i raro i te ahua o te 2.6V ngaohiko tonu i nga wera rereke.
Na te kaha o te rino me te pahū o te CO i waenga i nga paparanga kauwhata, i kitea te graphene i te mata o te cathode.Ko te tukanga whakarite o te graphene e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3.
Ko te pikitia
Ko nga rangahau i muri mai ka taapirihia a Li2SO4 i runga i te punaha tote rewa CaCl2-NaClCaO, ko te pāmahana electrolysis ko 625 ℃, i muri i te 4h o te electrolysis, i te wa ano i roto i te waipara cathodic o te waro i kitea te graphene me te waro nanotubes, i kitea e te rangahau ko Li + me SO4 2 - ki te kawe i te painga pai ki te graphitization.
He pai te whakauru o te whanariki ki roto i te tinana waro, a ka taea te tiki i nga pepa kauwhata tino kikokore me te waro kawa ma te whakahaere i nga tikanga hiko.
Ko nga mea penei i te pāmahana hiko o te teitei me te iti mo te hanganga o te graphene he mea tino nui, i te mea he maamaa ake te pāmahana ki runga ake i te 800 ℃ ki te whakaputa CO hei utu mo te waro, tata karekau he waro waro ina teitei ake i te 950 ℃, no reira he mea nui te mana o te pāmahana. ki te whakaputa graphene me te waro nanotubes, me te whakahoki i te matea waro deposition tauhohenga CO tauhohenga mahi tahi ki te whakarite i te cathode ki te whakaputa graphene pūmau.
Ko enei mahi he tikanga hou mo te whakarite i nga hua nano-graphite na CO2, he mea tino nui mo te otinga o nga hau kati me te whakarite i te graphene.
3. Whakarāpopoto me te Tirohanga
Na te whanaketanga tere o te ahumahi hiko hou, karekau i taea e te graphite taiao te whakatutuki i nga hiahia o naianei, a, he pai ake te ahua o te kauwhata hangai me nga ahuatanga matū i te kauwhata maori, na reira ko te utu iti, te pai me te pai o te whakairoiro taiao ko te whainga mo te wa roa.
Ko nga tikanga hiko te graphitization i roto i nga rauemi mata totoka me te hau me te tikanga o te polarization cathodic me te waipara hiko i puta angitu mai i nga rauemi graphite me te uara taapiri nui, ka whakaritea ki te tikanga tuku iho o te graphitization, ko te tikanga hiko he pai ake te pai, he iti ake te whakapau kaha, tiaki taiao matomato, mo te iti iti e te rauemi whiriwhiri i te wa ano, kia rite ki nga tikanga electrolysis rerekē e taea te rite i morphology rerekē o te hanganga graphite,
He huarahi whai hua mo nga momo waro amorphous me nga hau kati kati kia huri hei rauemi graphite hanga-nano tino nui, he pai hoki te tono.
I tenei wa, ko tenei hangarau kei roto i tona wa iti.He iti noa nga rangahau mo te kauwhata ma te tikanga hiko, a he maha tonu nga tikanga kaore e mohiotia.No reira, me timata mai i nga rauemi mata me te whakahaere i tetahi rangahau matawhānui me te nahanaha mo nga momo waro amorphous, me te wa ano ki te tirotiro i te whakamaaramatanga me te hihiri o te hurihanga kauwhata i roto i te taumata hohonu.
He hiranga nui enei mo te whanaketanga o te ahumahi kauwhata a meake nei.
Wā tuku: Mei-10-2021