گریفائٹ کو مصنوعی گریفائٹ اور قدرتی گریفائٹ میں تقسیم کیا گیا ہے، تقریباً 2 بلین ٹن میں قدرتی گریفائٹ کے دنیا کے ثابت شدہ ذخائر۔
مصنوعی گریفائٹ عام دباؤ میں کاربن پر مشتمل مواد کے گلنے اور گرمی کے علاج سے حاصل کیا جاتا ہے۔اس تبدیلی کے لیے محرک قوت کے طور پر کافی زیادہ درجہ حرارت اور توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، اور بے ترتیب ڈھانچہ ترتیب شدہ گریفائٹ کرسٹل ڈھانچے میں تبدیل ہو جائے گا۔
2000 ℃ سے اوپر کے اعلی درجہ حرارت ہیٹ ٹریٹمنٹ کاربن ایٹموں کو دوبارہ ترتیب دینے کے ذریعے گرافیٹائزیشن کاربونیسیئس مواد کے وسیع ترین معنوں میں ہے، تاہم کچھ کاربن مواد 3000 ℃ سے اوپر کے اعلی درجہ حرارت میں گرافٹائزیشن، اس قسم کے کاربن مواد کو "سخت چارکول" کے نام سے جانا جاتا تھا۔ آسان graphitized کاربن مواد، روایتی graphitization کے طریقہ کار میں اعلی درجہ حرارت اور ہائی پریشر کا طریقہ، کیٹلیٹک graphitization، کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ، وغیرہ شامل ہیں.
گرافٹائزیشن کاربوناس مواد کے اعلی اضافی قدر کے استعمال کا ایک مؤثر ذریعہ ہے۔اسکالرز کی وسیع اور گہرائی سے تحقیق کے بعد اب یہ بنیادی طور پر پختہ ہوچکا ہے۔تاہم، کچھ ناموافق عوامل صنعت میں روایتی گرافٹائزیشن کے اطلاق کو محدود کرتے ہیں، اس لیے گرافٹائزیشن کے نئے طریقوں کو تلاش کرنا ایک ناگزیر رجحان ہے۔
19ویں صدی کے بعد سے پگھلا ہوا نمک الیکٹرولیسس کا طریقہ ترقی کی ایک صدی سے زیادہ کا تھا، اس کا بنیادی نظریہ اور نئے طریقے مسلسل جدت اور ترقی کر رہے ہیں، اب یہ روایتی میٹالرجیکل انڈسٹری تک محدود نہیں ہے، 21ویں صدی کے آغاز میں، دھات میں پگھلا ہوا نمک نظام ٹھوس آکسائڈ الیکٹرولائٹک کمی کی تیاری عنصری دھاتوں کی زیادہ فعال میں توجہ کا مرکز بن گئی ہے،
حال ہی میں، پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کے ذریعے گریفائٹ مواد کی تیاری کے لیے ایک نئے طریقہ نے بہت زیادہ توجہ مبذول کی ہے۔
کیتھوڈک پولرائزیشن اور الیکٹروڈپوزیشن کے ذریعے، کاربن کے خام مال کی دو مختلف شکلیں اعلی اضافی قدر کے ساتھ نینو گریفائٹ مواد میں تبدیل ہو جاتی ہیں۔روایتی گرافٹائزیشن ٹیکنالوجی کے مقابلے میں، نئے گرافٹائزیشن کے طریقہ کار میں کم گرافیٹائزیشن درجہ حرارت اور قابل کنٹرول مورفولوجی کے فوائد ہیں۔
یہ مقالہ الیکٹرو کیمیکل طریقہ کے ذریعہ گرافٹائزیشن کی پیشرفت کا جائزہ لیتا ہے، اس نئی ٹیکنالوجی کو متعارف کرایا جاتا ہے، اس کے فوائد اور نقصانات کا تجزیہ کرتا ہے، اور اس کے مستقبل میں ترقی کے رجحان کا امکان ظاہر کرتا ہے۔
سب سے پہلے، پگھلا ہوا نمک electrolytic کیتھوڈ پولرائزیشن طریقہ
1.1 خام مال
فی الحال، مصنوعی گریفائٹ کا بنیادی خام مال سوئی کوک اور ہائی گرافیٹائزیشن ڈگری کا پچ کوک ہے، یعنی تیل کی باقیات اور کوئلے کے ٹار کے ذریعے خام مال کے طور پر اعلیٰ معیار کا کاربن مواد تیار کیا جاتا ہے، جس میں کم پوروسیٹی، کم سلفر، کم راکھ ہوتی ہے۔ گرافائٹائزیشن کے مواد اور فوائد، گریفائٹ میں اس کی تیاری کے بعد اثر کے خلاف اچھی مزاحمت، اعلی مکینیکل طاقت، کم مزاحمت،
تاہم، تیل کے محدود ذخائر اور تیل کی قیمتوں میں اتار چڑھاؤ نے اس کی ترقی کو روک دیا ہے، اس لیے نئے خام مال کی تلاش ایک فوری مسئلہ بن گیا ہے جسے حل کیا جانا چاہیے۔
گرافٹائزیشن کے روایتی طریقوں کی حدود ہوتی ہیں، اور گرافٹائزیشن کے مختلف طریقے مختلف خام مال استعمال کرتے ہیں۔غیر گرافیٹائزڈ کاربن کے لیے، روایتی طریقے اسے مشکل سے گرافٹائز کر سکتے ہیں، جبکہ پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کا الیکٹرو کیمیکل فارمولا خام مال کی حد کو توڑتا ہے، اور تقریباً تمام روایتی کاربن مواد کے لیے موزوں ہے۔
روایتی کاربن مواد میں کاربن بلیک، ایکٹیویٹڈ کاربن، کوئلہ وغیرہ شامل ہیں، جن میں کوئلہ سب سے زیادہ امید افزا ہے۔کوئلے پر مبنی سیاہی کوئلے کو پیش خیمہ کے طور پر لیتی ہے اور پری ٹریٹمنٹ کے بعد اعلی درجہ حرارت پر گریفائٹ کی مصنوعات میں تیار کی جاتی ہے۔
حال ہی میں، اس مقالے میں ایک نئے الیکٹرو کیمیکل طریقوں کی تجویز پیش کی گئی ہے، جیسے پینگ، پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کے ذریعے گریفائٹ کے اعلی کرسٹالنیٹی میں کاربن بلیک کو گرافیٹائز کرنے کا امکان نہیں ہے، گریفائٹ کے نمونوں کی برقی تجزیہ جس میں پنکھڑیوں کی شکل گریفائٹ نینو میٹر چپس ہوتی ہے، اعلی مخصوص سطح کا علاقہ ہوتا ہے۔ جب لتیم بیٹری کیتھوڈ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تو قدرتی گریفائٹ سے زیادہ بہترین الیکٹرو کیمیکل کارکردگی دکھائی دیتی ہے۔
Zhu et al.950 ℃ پر الیکٹرولائسز کے لیے ڈیشنگ ٹریٹڈ کم کوالٹی کے کوئلے کو CaCl2 پگھلے ہوئے نمک کے نظام میں ڈالیں، اور کم کوالٹی کے کوئلے کو اعلی کرسٹلینٹی کے ساتھ گریفائٹ میں کامیابی سے تبدیل کر دیا، جس نے لیتھیم آئن بیٹری کے اینوڈ کے طور پر استعمال ہونے پر اچھی شرح کی کارکردگی اور طویل سائیکل لائف کو ظاہر کیا۔ .
تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ پگھلے ہوئے نمک کے برقی تجزیہ کے ذریعے مختلف قسم کے روایتی کاربن مواد کو گریفائٹ میں تبدیل کرنا ممکن ہے، جو مستقبل کے مصنوعی گریفائٹ کے لیے ایک نیا راستہ کھولتا ہے۔
1.2 کا طریقہ کار
پگھلا ہوا نمک الیکٹرولیسس طریقہ کاربن مواد کو کیتھوڈ کے طور پر استعمال کرتا ہے اور اسے کیتھوڈک پولرائزیشن کے ذریعے اعلی کرسٹل پن کے ساتھ گریفائٹ میں تبدیل کرتا ہے۔اس وقت، موجودہ لٹریچر کیتھوڈک پولرائزیشن کے ممکنہ تبادلوں کے عمل میں آکسیجن کو ہٹانے اور کاربن ایٹموں کی لمبی دوری پر دوبارہ ترتیب دینے کا ذکر کرتا ہے۔
کاربن مواد میں آکسیجن کی موجودگی کسی حد تک گرافٹائزیشن کو روکے گی۔روایتی گرافٹائزیشن کے عمل میں، جب درجہ حرارت 1600K سے زیادہ ہو گا تو آکسیجن کو آہستہ آہستہ ہٹا دیا جائے گا۔تاہم، کیتھوڈک پولرائزیشن کے ذریعے ڈی آکسائڈائز کرنا انتہائی آسان ہے۔
پینگ وغیرہ نے پہلی بار تجربات میں پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کیتھوڈک پولرائزیشن کے ممکنہ طریقہ کار کو آگے بڑھایا، یعنی گرافیٹائزیشن شروع کرنے کی سب سے زیادہ جگہ ٹھوس کاربن مائیکرو اسپیئرز/الیکٹرولائٹ انٹرفیس میں واقع ہے، پہلے کاربن مائیکرو اسپیئر ایک بنیادی قطر کے ارد گرد بنتا ہے۔ گریفائٹ شیل، اور پھر کبھی بھی مستحکم اینہائیڈروس کاربن کاربن ایٹم زیادہ مستحکم بیرونی گریفائٹ فلیک تک نہیں پھیلتے، جب تک کہ مکمل طور پر گرافائٹائز نہ ہو جائے،
گرافیٹائزیشن کا عمل آکسیجن کے اخراج کے ساتھ ہوتا ہے، جس کی تصدیق تجربات سے بھی ہوتی ہے۔
جن وغیرہ۔تجربات کے ذریعے بھی اس نقطہ نظر کو ثابت کیا.گلوکوز کے کاربنائزیشن کے بعد، گرافیٹائزیشن (17٪ آکسیجن مواد) کی گئی تھی۔گرافائٹائزیشن کے بعد، اصل ٹھوس کاربن اسفیئرز (تصویر 1a اور 1c) نے گریفائٹ نینو شیٹس (تصویر 1b اور 1d) پر مشتمل ایک غیر محفوظ خول بنایا۔
کاربن ریشوں (16% آکسیجن) کے برقی تجزیہ کے ذریعے، ادب میں قیاس کردہ تبدیلی کے طریقہ کار کے مطابق گرافٹائزیشن کے بعد کاربن ریشوں کو گریفائٹ ٹیوب میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔
یہ خیال کیا جاتا ہے کہ، لمبی دوری کی حرکت کاربن ایٹموں کے کیتھوڈک پولرائزیشن کے تحت ہے ہائی کرسٹل گریفائٹ سے بے کار کاربن کو دوبارہ ترتیب دینا ضروری ہے، مصنوعی گریفائٹ منفرد پنکھڑیوں کی شکل کے نانو اسٹرکچرز سے آکسیجن ایٹموں سے فائدہ اٹھایا گیا ہے، لیکن گریفائٹ نینو میٹر کی ساخت کو متاثر کرنے کا طریقہ واضح نہیں ہے۔ جیسے کیتھوڈ کے رد عمل کے بعد کاربن کنکال سے آکسیجن، وغیرہ،
فی الحال، میکانزم پر تحقیق ابھی ابتدائی مرحلے میں ہے، اور مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔
1.3 مصنوعی گریفائٹ کی مورفولوجیکل خصوصیات
SEM کا استعمال گریفائٹ کی خوردبین سطح کی شکل کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، TEM کا استعمال 0.2 μm سے کم ساختی شکل کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، XRD اور Raman spectroscopy گریفائٹ کے مائیکرو اسٹرکچر کو نمایاں کرنے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ذرائع ہیں، XRD کا استعمال کرسٹل کی خصوصیت کے لیے کیا جاتا ہے۔ گریفائٹ کی معلومات، اور رامان سپیکٹروسکوپی کا استعمال گریفائٹ کے نقائص اور ترتیب کی ڈگری کے لیے کیا جاتا ہے۔
پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کے کیتھوڈ پولرائزیشن کے ذریعہ تیار کردہ گریفائٹ میں بہت سے سوراخ ہیں۔مختلف خام مال کے لیے، جیسے کاربن بلیک الیکٹرولیسس، پنکھڑی نما غیر محفوظ نانو اسٹرکچرز حاصل کیے جاتے ہیں۔XRD اور رامان سپیکٹرم تجزیہ کاربن بلیک پر الیکٹرولیسس کے بعد کیا جاتا ہے۔
827 ℃ پر، 1 گھنٹہ کے لیے 2.6V وولٹیج کے ساتھ علاج کیے جانے کے بعد، کاربن بلیک کی رامان اسپیکٹرل امیج تقریباً تجارتی گریفائٹ جیسی ہی ہے۔کاربن بلیک کو مختلف درجہ حرارت کے ساتھ علاج کرنے کے بعد، تیز گریفائٹ کی خصوصیت کی چوٹی (002) کی پیمائش کی جاتی ہے۔پھیلاؤ کی چوٹی (002) گریفائٹ میں خوشبو دار کاربن پرت کی واقفیت کی ڈگری کی نمائندگی کرتی ہے۔
کاربن کی تہہ جتنی تیز ہوگی، اتنی ہی زیادہ پر مبنی ہوگی۔
Zhu نے تجربے میں صاف شدہ کمتر کوئلے کو کیتھوڈ کے طور پر استعمال کیا، اور گرافائٹائزڈ پروڈکٹ کا مائکرو اسٹرکچر دانے دار سے بڑے گریفائٹ ڈھانچے میں تبدیل ہوگیا، اور سخت گریفائٹ کی تہہ کو ہائی ریٹ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کے تحت بھی دیکھا گیا۔
رامان سپیکٹرا میں، تجرباتی حالات کی تبدیلی کے ساتھ، ID/Ig قدر بھی بدل گئی۔جب الیکٹرولائٹک درجہ حرارت 950 ℃ تھا، الیکٹرولائٹک وقت 6h تھا، اور الیکٹرولائٹک وولٹیج 2.6V تھا، سب سے کم ID/Ig قدر 0.3 تھی، اور D چوٹی G چوٹی سے بہت کم تھی۔ایک ہی وقت میں، 2D چوٹی کی ظاہری شکل بھی انتہائی ترتیب شدہ گریفائٹ ڈھانچے کی تشکیل کی نمائندگی کرتی ہے۔
XRD امیج میں تیز (002) تفاوت کی چوٹی بھی کمتر کوئلے کے گریفائٹ میں اعلی کرسٹلینٹی کے ساتھ کامیاب تبدیلی کی تصدیق کرتی ہے۔
گرافیٹائزیشن کے عمل میں، درجہ حرارت اور وولٹیج میں اضافہ ایک فروغ دینے والا کردار ادا کرے گا، لیکن بہت زیادہ وولٹیج گریفائٹ کی پیداوار کو کم کر دے گا، اور بہت زیادہ درجہ حرارت یا بہت زیادہ گرافیٹائزیشن کا وقت وسائل کے ضیاع کا باعث بنے گا، لہذا مختلف کاربن مواد کے لیے , یہ سب سے زیادہ مناسب electrolytic حالات کو دریافت کرنے کے لئے خاص طور پر اہم ہے، بھی توجہ اور مشکل ہے.
اس پنکھڑی نما فلیک نانو اسٹرکچر میں بہترین الیکٹرو کیمیکل خصوصیات ہیں۔سوراخوں کی ایک بڑی تعداد آئنوں کو تیزی سے داخل کرنے/ڈیمبڈ کرنے کی اجازت دیتی ہے، بیٹریوں وغیرہ کے لیے اعلیٰ معیار کا کیتھوڈ مواد فراہم کرتی ہے۔ اس لیے الیکٹرو کیمیکل طریقہ گرافیٹائزیشن ایک بہت ہی ممکنہ گرافائٹائزیشن طریقہ ہے۔
پگھلا ہوا نمک الیکٹروڈپوزیشن طریقہ
2.1 کاربن ڈائی آکسائیڈ کا الیکٹرو ڈیپوزیشن
سب سے اہم گرین ہاؤس گیس کے طور پر، CO2 ایک غیر زہریلا، بے ضرر، سستا اور آسانی سے دستیاب قابل تجدید وسیلہ بھی ہے۔تاہم، CO2 میں کاربن سب سے زیادہ آکسیکرن حالت میں ہے، لہذا CO2 میں اعلی تھرموڈینامک استحکام ہے، جو اسے دوبارہ استعمال کرنا مشکل بناتا ہے۔
CO2 الیکٹروڈپوزیشن پر ابتدائی تحقیق 1960 کی دہائی میں کی جا سکتی ہے۔انگرام وغیرہ۔Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 کے پگھلے ہوئے نمک کے نظام میں سونے کے الیکٹروڈ پر کاربن کو کامیابی سے تیار کیا۔
وین وغیرہ۔نشاندہی کی کہ مختلف کمی کی صلاحیتوں پر حاصل کیے گئے کاربن پاؤڈرز کی ساخت مختلف ہوتی ہے، بشمول گریفائٹ، بے ساختہ کاربن اور کاربن نانوفائبر۔
CO2 کو حاصل کرنے کے لیے پگھلے ہوئے نمک کے ذریعے اور کاربن مواد کی تیاری کے طریقہ کار کی کامیابی، تحقیق کے ایک طویل عرصے کے بعد اسکالرز نے کاربن جمع کرنے کے طریقہ کار اور حتمی مصنوع پر الیکٹرولائسز کے حالات کے اثرات پر توجہ مرکوز کی ہے، جس میں الیکٹرولائٹک درجہ حرارت، الیکٹرولائٹک وولٹیج اور اس کی ساخت شامل ہیں۔ پگھلا ہوا نمک اور الیکٹروڈ وغیرہ، CO2 کے الیکٹروڈپوزیشن کے لیے گریفائٹ مواد کی اعلیٰ کارکردگی کی تیاری نے ایک مضبوط بنیاد رکھی ہے۔
الیکٹرولائٹ کو تبدیل کرکے اور زیادہ CO2 کیپچر کارکردگی کے ساتھ CaCl2 پر مبنی پگھلے ہوئے نمک کے نظام کو استعمال کرکے، Hu et al۔الیکٹرولائیٹک حالات جیسے الیکٹرولیسس ٹمپریچر، الیکٹروڈ کمپوزیشن اور پگھلے ہوئے نمک کی ترکیب کا مطالعہ کرکے اعلیٰ گرافیٹائزیشن ڈگری اور کاربن نانوٹوبس اور دیگر نینو گرافائٹ ڈھانچے کے ساتھ گرافین کو کامیابی سے تیار کیا۔
کاربونیٹ سسٹم کے مقابلے میں، CaCl2 میں سستے اور حاصل کرنے میں آسان، اعلی چالکتا، پانی میں گھلنے میں آسان، اور آکسیجن آئنوں کی زیادہ حل پذیری کے فوائد ہیں، جو CO2 کو اعلی اضافی قیمت کے ساتھ گریفائٹ مصنوعات میں تبدیل کرنے کے لیے نظریاتی حالات فراہم کرتے ہیں۔
2.2 تبدیلی کا طریقہ کار
پگھلے ہوئے نمک سے CO2 کے الیکٹروڈپوزیشن کے ذریعے ہائی ویلیو ایڈڈ کاربن مواد کی تیاری میں بنیادی طور پر CO2 کی گرفت اور بالواسطہ کمی شامل ہے۔CO2 کی گرفت مفت O2 کے ذریعے مکمل ہوتی ہے- پگھلے ہوئے نمک میں، جیسا کہ مساوات (1) میں دکھایا گیا ہے:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
فی الحال، تین بالواسطہ کمی کے رد عمل کا طریقہ کار تجویز کیا گیا ہے: ایک قدمی ردعمل، دو قدمی ردعمل اور دھاتی کمی کے رد عمل کا طریقہ کار۔
ایک قدمی ردعمل کا طریقہ کار سب سے پہلے انگرام نے تجویز کیا تھا، جیسا کہ مساوات (2) میں دکھایا گیا ہے:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
دو قدمی رد عمل کا طریقہ کار بورکا وغیرہ نے تجویز کیا تھا، جیسا کہ مساوات (3-4) میں دکھایا گیا ہے:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
دھاتی کمی کے رد عمل کا طریقہ کار ڈین ہارٹ ایٹ ال نے تجویز کیا تھا۔ان کا خیال تھا کہ کیتھوڈ میں دھات کے آئنوں کو سب سے پہلے کم کر دیا گیا تھا، اور پھر دھات کو کاربونیٹ آئنوں میں کم کر دیا گیا تھا، جیسا کہ مساوات (5~6) میں دکھایا گیا ہے:
M- + E – → M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)
فی الحال، ایک قدمی رد عمل کا طریقہ کار عام طور پر موجودہ ادب میں قبول کیا جاتا ہے۔
ین وغیرہ۔کیتھوڈ کے طور پر نکل کے ساتھ Li-Na-K کاربونیٹ سسٹم کا مطالعہ کیا، ٹن ڈائی آکسائیڈ بطور اینوڈ اور چاندی کے تار بطور حوالہ الیکٹروڈ، اور نکل کیتھوڈ پر شکل 2 (100 mV/s کی سکیننگ کی شرح) میں سائکلک وولٹمیٹری ٹیسٹ کا اعداد و شمار حاصل کیا، اور پایا۔ کہ منفی اسکیننگ میں صرف ایک کمی کی چوٹی (-2.0V پر) تھی۔
لہذا، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کاربونیٹ کی کمی کے دوران صرف ایک ردعمل ہوا.
گاو وغیرہ۔ایک ہی کاربونیٹ سسٹم میں ایک ہی سائیکلک وولٹامیٹری حاصل کی۔
Ge et al.LiCl-Li2CO3 سسٹم میں CO2 کیپچر کرنے کے لیے inert anode اور tungsten کیتھوڈ کا استعمال کیا اور اسی طرح کی تصاویر حاصل کیں، اور منفی اسکیننگ میں کاربن کے جمع ہونے کی صرف کمی کی چوٹی دکھائی دی۔
الکلائن دھات پگھلے ہوئے نمک کے نظام میں، الکلی دھاتیں اور CO پیدا ہوں گے جب کہ کیتھوڈ کے ذریعے کاربن جمع ہوتا ہے۔تاہم، چونکہ کم درجہ حرارت پر کاربن جمع کرنے کے رد عمل کی تھرموڈینامک حالات کم ہوتے ہیں، اس لیے تجربے میں صرف کاربونیٹ سے کاربن میں کمی کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔
2.3 گریفائٹ کی مصنوعات تیار کرنے کے لیے پگھلے ہوئے نمک کے ذریعے CO2 کیپچر
ہائی ویلیو ایڈڈ گریفائٹ نینو میٹریلز جیسے گرافین اور کاربن نانوٹوبس کو تجرباتی حالات پر قابو پا کر پگھلے ہوئے نمک سے CO2 کے الیکٹروڈپوزیشن کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے۔Hu et al.CaCl2-NaCl-CaO پگھلے ہوئے نمک کے نظام میں کیتھوڈ کے طور پر سٹینلیس سٹیل کا استعمال کیا اور مختلف درجہ حرارت پر 2.6V مستقل وولٹیج کی حالت میں 4 گھنٹے کے لیے الیکٹرولائز کیا گیا۔
گریفائٹ تہوں کے درمیان لوہے کے کیٹالیسس اور CO کے دھماکہ خیز اثر کی بدولت، کیتھوڈ کی سطح پر گرافین پایا گیا۔گرافین کی تیاری کا عمل تصویر 3 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر
بعد کے مطالعے میں CaCl2-NaClCaO پگھلے ہوئے نمک کے نظام کی بنیاد پر Li2SO4 کا اضافہ کیا گیا، الیکٹرولیسس کا درجہ حرارت 625 ℃ تھا، الیکٹرولیسس کے 4 گھنٹے کے بعد، کاربن کے کیتھوڈک جمع میں ایک ہی وقت میں گرافین اور کاربن نانوٹوبس پائے گئے، تحقیق سے پتا چلا کہ Li+ اور SO4 2۔ - graphitization پر ایک مثبت اثر لانے کے لئے.
سلفر کو کاربن کے جسم میں بھی کامیابی کے ساتھ ضم کیا جاتا ہے، اور الٹرا پتلی گریفائٹ شیٹس اور فلیمینٹس کاربن کو الیکٹرولائٹک حالات کو کنٹرول کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
گرافین کی تشکیل کے لیے اعلی اور کم کا الیکٹرولائٹک درجہ حرارت اہم ہے، جب 800 ℃ سے زیادہ درجہ حرارت کاربن کی بجائے CO پیدا کرنا آسان ہو، 950 ℃ سے زیادہ ہونے پر تقریباً کوئی کاربن جمع نہیں ہوتا، اس لیے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا انتہائی ضروری ہے۔ graphene اور کاربن nanotubes پیدا کرنے کے لئے، اور کیتھوڈ مستحکم graphene پیدا کرنے کے لئے اس بات کا یقین کرنے کے لئے ضرورت کاربن جمع رد عمل CO رد عمل کی مطابقت کو بحال کرنے کے لئے.
یہ کام CO2 کے ذریعے نینو گریفائٹ مصنوعات کی تیاری کے لیے ایک نیا طریقہ فراہم کرتے ہیں، جو گرین ہاؤس گیسوں کے حل اور گرافین کی تیاری کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔
3. خلاصہ اور آؤٹ لک
نئی توانائی کی صنعت کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، قدرتی گریفائٹ موجودہ مانگ کو پورا کرنے میں ناکام رہا ہے، اور مصنوعی گریفائٹ قدرتی گریفائٹ سے بہتر جسمانی اور کیمیائی خصوصیات رکھتا ہے، لہذا سستی، موثر اور ماحول دوست گرافائٹائزیشن ایک طویل مدتی مقصد ہے۔
کیتھوڈک پولرائزیشن اور الیکٹرو کیمیکل جمع کرنے کے طریقہ کار کے ساتھ ٹھوس اور گیسی خام مال میں الیکٹرو کیمیکل طریقے گرافائٹائزیشن کے روایتی طریقے کے مقابلے گریفائٹ مواد سے زیادہ اضافی قیمت کے ساتھ کامیابی سے باہر ہو گیا، الیکٹرو کیمیکل طریقہ اعلی کارکردگی کا ہے، کم توانائی کی کھپت، سبز ماحولیاتی تحفظ، ایک ہی وقت میں منتخب مواد کی طرف سے چھوٹے محدود کے لئے، مختلف الیکٹرولیسس حالات کے مطابق گریفائٹ ڈھانچے کی مختلف شکلوں پر تیار کیا جا سکتا ہے،
یہ تمام قسم کے بے کار کاربن اور گرین ہاؤس گیسوں کو قیمتی نینو ساختہ گریفائٹ مواد میں تبدیل کرنے کا ایک مؤثر طریقہ فراہم کرتا ہے اور اس کے استعمال کا ایک اچھا امکان ہے۔
اس وقت یہ ٹیکنالوجی اپنے ابتدائی دور میں ہے۔الیکٹرو کیمیکل طریقہ سے گرافٹائزیشن کے بارے میں بہت کم مطالعات ہیں، اور ابھی بھی بہت سے نا معلوم عمل ہیں۔اس لیے ضروری ہے کہ خام مال سے شروعات کی جائے اور مختلف بے ساختہ کاربنوں پر ایک جامع اور منظم مطالعہ کیا جائے، اور ساتھ ہی ساتھ گریفائٹ کی تبدیلی کی تھرموڈینامکس اور حرکیات کو گہری سطح میں دریافت کیا جائے۔
گریفائٹ انڈسٹری کی مستقبل کی ترقی کے لیے ان کی بہت دور رس اہمیت ہے۔
پوسٹ ٹائم: مئی 10-2021