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令人期待:将生物质废弃物转化为晶质石墨!
2020年07月31日 发布 分类:技术前沿 点击量:578
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近年来,锂电池市场规模持续快速增长,应用最广泛的石墨负极市场规模也自然跟进。最近,柯廷大学在自然子刊-通讯材料发布了一项令世人期待的晶质石墨制备技术,它不需要催化剂,可以将以聚偏二氯乙烯(PVDC)为代表的“非石墨化碳”有机材料转化为晶质石墨。

 

石墨是一种自然形成的矿物,但很少能找到足够质量(99.95%碳)的沉积物,用于电池应用和石墨烯生产,纯化工序使用的化工酸会对环境造成破坏;石墨化工序则会由金属催化剂引入难以去除的铁、镍等杂质,更别提大多数有机材料在加热时也不会石墨化。研究团队利用原子吸收光谱仪中的加热设备对PVDC进行反复高温脉冲处理,用拉曼光谱、X涉嫌衍射、透射电子显微镜等进行分析后发现,90%以上的样品转化为几乎完美的晶质石墨。利用纤维素等其他有机材料实验发现这并非孤例,这种新方法被证实可以利用包括生物质废弃物在内的有机材料合成晶质石墨。

研究人员表示,尽管这项新技术为何有效的确切科学依据尚待证实,但他认为这与原子吸收光谱通过短脉冲加热样品的具体方式有关。“这可以在几秒钟内将样本加热到3000摄氏度,这是大多数热工设备无法做到的。”研发团队假设大气中的氧气会在脉冲之间渗入结构,下一个脉冲的快速加热会烧掉通常阻止石墨形成的结构。目前,晶质石墨的转化率还无法做到商业化需要的程度,但深入研究仍在继续。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s43246-020-0045-y

备注:

2019年末,自然期刊子刊Communications Materials(通讯材料)创刊,旨在发表材料学领域内的重要研究,通过发表高质量、范围广及开放获取的文章,最大化地提高了研究的可见度,今年2月首批文章上线。

编译 YUXI

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