ئېلېكترود چاپلاش بازىرىنىڭ ئۈلۈشى ، يۈزلىنىشى ، سودا ئىستراتېگىيىسى ۋە 2027-يىلدىكى مۆلچەرى

گرافت سۈنئىي گرافت ۋە تەبىئىي گرافتقا ئايرىلىدۇ ، دۇنيادىكى تەبىئىي گرافتنىڭ زاپىسى تەخمىنەن 2 مىليارد توننا.
سۈنئىي گرافت نورمال بېسىم ئاستىدا كاربون بولغان ماتېرىياللارنىڭ پارچىلىنىشى ۋە ئىسسىقلىقىنى بىر تەرەپ قىلىش ئارقىلىق ئېرىشىدۇ. بۇ ئۆزگىرىش ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ سۈپىتىدە يېتەرلىك يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە ئېنېرگىيە تەلەپ قىلىدۇ ، تەرتىپسىز قۇرۇلما تەرتىپلىك گرافت كىرىستال قۇرۇلمىغا ئايلىنىدۇ.
گرافىكلاشتۇرۇش ئەڭ يۇقىرى مەنىدە 2000 ~ يۇقىرى تېمپېراتۇرا ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىش كاربون ئاتوملىرىنى قايتا تەشكىللەش ئارقىلىق كاربون ماددىسىنىڭ ئەڭ كەڭ مەنىسىدە ، ئەمما يۇقىرى تېمپېراتۇرا 3000 above گرافىكتىن يۇقىرى بەزى كاربون ماتېرىياللىرى ، بۇ خىل كاربون ماتېرىياللىرى «قاتتىق كۆمۈر» دەپ ئاتالغان. ئاسان گرافىكلاشتۇرۇلغان كاربون ماتېرىياللىرى ، ئەنئەنىۋى گرافىكلاشتۇرۇش ئۇسۇلى يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە يۇقىرى بېسىملىق ئۇسۇل ، كاتالىزاتورلۇق گرافىكلاشتۇرۇش ، خىمىيىلىك ھور چۆكۈش ئۇسۇلى قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

گرافىكلاشتۇرۇش كاربون ماتېرىياللىرىدىن يۇقىرى قىممەتتىن پايدىلىنىشنىڭ ئۈنۈملۈك ۋاستىسى. ئالىملارنىڭ كەڭ ۋە چوڭقۇر تەتقىقاتىدىن كېيىن ، ئۇ ھازىر پىشىپ يېتىلگەن. قانداقلا بولمىسۇن ، بەزى پايدىسىز ئامىللار ئەنئەنىۋى گرافىكلاشتۇرۇشنىڭ سانائەتتە قوللىنىلىشىنى چەكلەيدۇ ، شۇڭا يېڭى گرافىكلاشتۇرۇش ئۇسۇللىرى ئۈستىدە ئىزدىنىش مۇقەررەر يۈزلىنىش.

ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىزلاش ئۇسۇلى 19-ئەسىردىن بۇيانقى تەرەققىيات بىر ئەسىردىن كۆپرەك ۋاقىت بولغان ، ئۇنىڭ ئاساسىي نەزەرىيىسى ۋە يېڭى ئۇسۇللىرى توختىماي يېڭىلىق يارىتىش ۋە تەرەققىي قىلدۇرۇش ، ھازىر ئەنئەنىۋى مېتاللورگىيە سانائىتى بىلەنلا چەكلىنىپ قالمايدۇ ، 21-ئەسىرنىڭ بېشىدا ، مېتال ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسى قاتتىق مېتال ئېلېكترولىتلىق كېمەيتىش تەييارلىقى ئېلېمېنتلارنىڭ مۇھىم نۇقتىسىغا ئايلاندى.
يېقىندا ، ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىز ئارقىلىق گرافت ماتېرىياللىرىنى تەييارلاشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى.

كاتولىك قۇتۇپلىشىش ۋە ئېلېكتر قۇتۇبى ئارقىلىق ، ئوخشىمىغان ئىككى خىل كاربون خام ئەشيا قىممىتى يۇقىرى بولغان نانو گرافت ماتېرىيالىغا ئايلىنىدۇ. ئەنئەنىۋى گرافىكلاشتۇرۇش تېخنىكىسىغا سېلىشتۇرغاندا ، يېڭى گرافىكلاشتۇرۇش ئۇسۇلى تۆۋەن گرافىكلاشتۇرۇش تېمپېراتۇرىسى ۋە كونترول قىلغىلى بولىدىغان مورفولوگىيەنىڭ ئەۋزەللىكىگە ئىگە.

بۇ ماقالىدە ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئۇسۇل ئارقىلىق گرافىكلاشتۇرۇشنىڭ ئىلگىرىلەش ئەھۋالى كۆزدىن كەچۈرۈلۈپ ، بۇ يېڭى تېخنىكا تونۇشتۇرۇلدى ، ئۇنىڭ ئەۋزەللىكى ۋە كەمچىلىكى تەھلىل قىلىندى ۋە كەلگۈسى تەرەققىيات يۈزلىنىشى ئىستىقبالى بار.

بىرىنچى ، ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىتلىق كاتود قۇتۇپلىشىش ئۇسۇلى

1.1 خام ئەشيا
ھازىر ، سۈنئىي گرافتنىڭ ئاساسلىق خام ئەشياسى يۇقىرى گرافىكلاش دەرىجىسىدىكى يىڭنە كوكسى ۋە كاۋاك كوك ، يەنى نېفىت قالدۇقى ۋە كۆمۈر توپى خام ئەشيا سۈپىتىدە ئەلا سۈپەتلىك كاربون ماتېرىياللىرىنى ئىشلەپ چىقىرىدۇ ، تۆۋەن گۈڭگۈرت ، گۈڭگۈرت تۆۋەن ، كۈل گرافىكلاشتۇرۇشنىڭ مەزمۇنى ۋە ئەۋزەللىكى ، گرافتقا تەييارلانغاندىن كېيىن تەسىرگە قارشى تۇرۇش كۈچى ، مېخانىكىلىق كۈچلۈكلىكى ، قارشىلىق كۈچى تۆۋەن ،
قانداقلا بولمىسۇن ، چەكلىك نېفىت زاپىسى ۋە ماي ​​باھاسىنىڭ داۋالغۇشى ئۇنىڭ تەرەققىياتىغا چەك قويدى ، شۇڭا يېڭى خام ئەشيا ئىزدەش ھەل قىلىشقا تېگىشلىك جىددىي مەسىلە بولۇپ قالدى.
ئەنئەنىۋى گرافىكلاش ئۇسۇلىنىڭ چەكلىمىسى بار ، ئوخشىمىغان گرافىكلاش ئۇسۇلى ئوخشىمىغان خام ئەشيانى ئىشلىتىدۇ. گرافىكلاشمىغان كاربونغا نىسبەتەن ، ئەنئەنىۋى ئۇسۇللار ئۇنى گرافىكلاشتۇرالمايدۇ ، ئەمما ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىزنىڭ ئېلېكتىرو خىمىيىلىك فورمۇلا خام ئەشيانىڭ چەكلىمىسىنى بۇزۇپ تاشلاپ ، ئەنئەنىۋى كاربون ماتېرىياللىرىنىڭ ھەممىسىگە دېگۈدەك ماس كېلىدۇ.

ئەنئەنىۋى كاربون ماتېرىياللىرى كاربون قارا ، ئاكتىپلانغان كاربون ، كۆمۈر قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇنىڭ ئىچىدە كۆمۈر ئەڭ ئۈمىدۋار. كۆمۈرنى ئاساس قىلغان سىياھ كۆمۈرنى ئالدىنقى ئورۇنغا قويىدۇ ھەمدە ئالدىن داۋالاشتىن كېيىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا گرافت مەھسۇلاتلىرىغا تەييارلىنىدۇ.
يېقىندا ، بۇ ماقالىدە پېڭغا ئوخشاش يېڭى ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئۇسۇللار ئوتتۇرىغا قويۇلغان بولۇپ ، ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىز ئارقىلىق كاربون قارانىڭ گرافتنىڭ يۇقىرى كىرىستاللىقىغا ئايلىنىشى ناتايىن ، يوپۇرماق شەكلىدىكى گرافت نانومېتىر ئۆزەكلىرى بار گرافت ئەۋرىشكىسىنىڭ ئېلېكترولىزلىنىشى ، يەر يۈزى ئالاھىدە يۇقىرى ، لىتىيلىق باتارېيە كاتودىغا ئىشلىتىلگەندە تەبىئىي گرافىكقا قارىغاندا تېخىمۇ ياخشى ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئىقتىدارنى كۆرسەتتى.
جۇ قاتارلىقلار. پارچىلىنىپ كەتكەن بىر تەرەپ قىلىنغان تۆۋەن سۈپەتلىك كۆمۈرنى 950 at لىك ئېلېكترولىزلاش ئۈچۈن CaCl2 ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسىغا سېلىپ ، مۇۋەپپەقىيەتلىك ھالدا تۆۋەن سۈپەتلىك كۆمۈرنى يۇقىرى كىرىستاللىق گرافتقا ئايلاندۇردى ، بۇ لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنىڭ ئانودى سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەندە ياخشى ئۈنۈم ۋە ئۇزۇن دەۋرىيلىك ھاياتىنى نامايان قىلدى. .
تەجرىبە شۇنى ئىسپاتلىدىكى ، ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىز ئارقىلىق ئوخشىمىغان تىپتىكى ئەنئەنىۋى كاربون ماتېرىياللىرىنى گرافتقا ئايلاندۇرۇش مۇمكىن ، بۇ كەلگۈسىدىكى بىرىكمە گرافتنىڭ يېڭى يولىنى ئاچىدۇ.
1.2 مېخانىزم
ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىزلاش ئۇسۇلى كاربون ماتېرىيالىنى كاتود قىلىپ ئىشلىتىپ ، كاتولىك قۇتۇپلىشىش ئارقىلىق يۇقىرى كىرىستاللىق گرافتقا ئايلاندۇرىدۇ. ھازىر مەۋجۇت ئەدەبىياتتا كاتولىك قۇتۇپلىشىشنىڭ يوشۇرۇن ئايلىنىش جەريانىدا ئوكسىگېننىڭ يوقىتىلىشى ۋە كاربون ئاتوملىرىنىڭ ئۇزۇن مۇساپىلىك قايتا تەشكىللىنىشى تىلغا ئېلىنغان.
كاربون ماتېرىياللىرىدا ئوكسىگېننىڭ بولۇشى مەلۇم دەرىجىدە گرافىكلىشىشقا توسالغۇ بولىدۇ. ئەنئەنىۋى گرافىكلاشتۇرۇش جەريانىدا ، تېمپېراتۇرا 1600K دىن يۇقىرى بولغاندا ئوكسىگېن ئاستا-ئاستا چىقىرىۋېتىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، كاتولىك قۇتۇپلىشىش ئارقىلىق ئوكسىدلىنىش ئىنتايىن قۇلايلىق.

پېڭ قاتارلىقلار تەجرىبىدە تۇنجى قېتىم ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىز كاتود قۇتۇپلىشىش يوشۇرۇن مېخانىزىمىنى ئوتتۇرىغا قويدى ، يەنى گرافىكلاشتۇرۇش ئەڭ باشلىنىدىغان جاي قاتتىق كاربون مىكرو فوسفېر / ئېلېكترولىت كۆرۈنمە يۈزىگە جايلاشقان ، تۇنجى كاربون مىكروسفېرا ئاساسىي دىئامېتىرى ئەتراپىدا. گرافت قېپى ، ئاندىن مۇقىم تۇراقلىق كاربون كاربون ئاتوملىرى تېخىمۇ مۇقىم تاشقى گرافت توپىغا تارقىلىپ ، پۈتۈنلەي گرافىكلاشتۇرۇلغانغا قەدەر ،
گرافىكلاشتۇرۇش جەريانى ئوكسىگېننىڭ چىقىرىلىشى بىلەن بىللە بولىدۇ ، بۇمۇ تەجرىبە ئارقىلىق ئىسپاتلىنىدۇ.
جىن قاتارلىقلار. تەجرىبە ئارقىلىق بۇ نۇقتىنى ئىسپاتلىدى. گلۇكوزا كاربونلاشتۇرۇلغاندىن كېيىن ، گرافىكلاشتۇرۇش (% 17 ئوكسىگېن مىقدارى) ئېلىپ بېرىلدى. گرافىكلاشتۇرۇلغاندىن كېيىن ، ئەسلىدىكى قاتتىق كاربون شارلىرى (1a ۋە 1c رەسىم) گرافت نانوشېتتىن تەركىب تاپقان يۇمىلاق قاپنى ھاسىل قىلدى (1b ۋە 1d رەسىم).
كاربون تالاسىنىڭ ئېلېكترولىزلىنىشى (% 16 ئوكسىگېن) ئارقىلىق ، كاربون تالالىرى ئەدەبىياتتا پەرەز قىلىنغان ئايلاندۇرۇش مېخانىزمىغا ئاساسەن گرافىكلاشتۇرۇلغاندىن كېيىن گرافت تۇرۇبىسىغا ئايلىنىشى مۇمكىن.

ئىشىنىمىزكى ، ئۇزۇن مۇساپىلىك ھەرىكەت كاربون ئاتوملىرىنىڭ كاتولىك قۇتۇپلىشىشى ئاستىدا ، يۇقىرى كرىستال گرافتتىن ئامورفوس كاربوننى قايتا رەتكە تۇرغۇزۇشى كېرەك ، بىرىكمە گرافت ئۆزگىچە گۈل بەرگىسى ئوكسىگېن ئاتومدىن نەپ ئالغان نانو قۇرۇلمىسىنى شەكىللەندۈرىدۇ ، ئەمما گرافت نانومېتىر قۇرۇلمىسىغا قانداق تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى ئېنىق ئەمەس ، مەسىلەن كاربون ئىسكىلىتتىكى ئوكسىگېن كاتود رېئاكسىيەسىدىن كېيىن قاتارلىقلار.
ھازىر بۇ مېخانىزم تەتقىقاتى دەسلەپكى باسقۇچتا تۇرۇۋاتىدۇ ، يەنىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا تەتقىق قىلىشقا توغرا كېلىدۇ.

1.3 بىرىكمە گرافتنىڭ مورفولوگىيەلىك ئالاھىدىلىكى
SEM گرافتنىڭ مىكروسكوپ يۈزىدىكى مورفولوگىيىسىنى كۆزىتىشكە ئىشلىتىلىدۇ ، TEM 0.2 mm دىن تۆۋەن بولغان قۇرۇلما مورفولوگىيىسىنى كۆزىتىشكە ئىشلىتىلىدۇ ، XRD ۋە Raman سپېكتروسكوپى گرافتنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى خاراكتېرلەندۈرۈشتە ئەڭ كۆپ قوللىنىلىدىغان ۋاسىتە ، XRD خرۇستالنى خاراكتېرلەندۈرۈشتە ئىشلىتىلىدۇ. گرافتنىڭ ئۇچۇرلىرى ۋە رامان سپېكتروسكوپى گرافتنىڭ كەمتۈكلىكى ۋە رەت تەرتىپىنى خاراكتېرلەندۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ.

گرافىكتا ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترولىزنىڭ كاتود قۇتۇپلىشىشى ئارقىلىق تەييارلانغان نۇرغۇن تۆشۈكچىلەر بار. كاربون خام ئېلېكتىرولىزغا ئوخشاش ئوخشىمىغان خام ئەشيالارغا ، گۈل بەرگىگە ئوخشاش شارسىمان نانو قۇرۇلمىسىغا ئېرىشىدۇ. XRD ۋە Raman سپېكترى ئانالىزى ئېلېكترولىزلانغاندىن كېيىن كاربون قارا ئۈستىدە ئېلىپ بېرىلىدۇ.
827 at دە ، 2.6V توك بېسىمى بىلەن 1 سائەت بىر تەرەپ قىلىنغاندىن كېيىن ، كاربون قارانىڭ رامان سپېكترى سۈرىتى سودا گرافىتى بىلەن ئاساسەن ئوخشاش. كاربون قارا رەڭ ئوخشىمىغان تېمپېراتۇرا بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغاندىن كېيىن ، ئۆتكۈر گرافت ئالاھىدىلىكى چوققىسى (002) ئۆلچەم قىلىنىدۇ. دىففراكسىيە چوققىسى (002) گرافتتىكى خۇشپۇراق كاربون قەۋىتىنىڭ يۆنىلىش دەرىجىسىنى كۆرسىتىدۇ.
كاربون قەۋىتى قانچە ئۆتكۈر بولسا ، ئۇ شۇنچە يۆنىلىشلىك بولىدۇ.

جۇ تەجرىبىدە ساپلاشتۇرۇلغان ناچار كۆمۈرنى كاتود قىلىپ ئىشلەتكەن ، گرافىكلاشتۇرۇلغان مەھسۇلاتنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى دانچىلاردىن چوڭ گرافت قۇرۇلمىسىغا ئۆزگەرتىلگەن ، يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپتا چىڭ گرافت قەۋىتىمۇ كۆرۈلگەن.
رامان سپېكترىدا ، تەجرىبە شارائىتىنىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن ID / Ig قىممىتىمۇ ئۆزگەردى. ئېلېكترولىتلىق تېمپېراتۇرا 950 was بولغاندا ، ئېلېكترولىتلىق ۋاقىت 6h ، ئېلېكتىرولىز بېسىمى 2.6V ، ئەڭ تۆۋەن ID / Ig قىممىتى 0.3 ، D چوققىسى G چوققىسىدىن خېلىلا تۆۋەن. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، 2D چوققىسىنىڭ كۆرۈنۈشىمۇ يۇقىرى دەرىجىدىكى گرافت قۇرۇلمىسىنىڭ شەكىللىنىشىگە ۋەكىللىك قىلىدۇ.
XRD رەسىمدىكى ئۆتكۈر (002) دىففراكسىيە چوققىسىمۇ ناچار كۆمۈرنىڭ كىرىستاللىقى يۇقىرى گرافتقا مۇۋەپپەقىيەتلىك ئايلانغانلىقىنى ئىسپاتلايدۇ.

گرافىكلاشتۇرۇش جەريانىدا ، تېمپېراتۇرا ۋە توك بېسىمىنىڭ ئۆرلىشى ئىلگىرى سۈرۈش رولىنى ئوينايدۇ ، ئەمما بەك يۇقىرى بېسىملىق گرافتنىڭ مەھسۇلات مىقدارىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، بەك يۇقىرى تېمپېراتۇرا ياكى بەك ئۇزۇن گرافىكلاش ۋاقتى بايلىق ئىسراپچىلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، شۇڭا ئوخشىمىغان كاربون ماتېرىياللىرى ئۈچۈن ، ئەڭ مۇۋاپىق ئېلېكترولىتلىق شارائىت ئۈستىدە ئىزدىنىش ئىنتايىن مۇھىم ، شۇنداقلا مۇھىم نۇقتا ۋە قىيىنچىلىق.
بۇ يوپۇرماققا ئوخشايدىغان تورمۇز نانو قۇرۇلمىسىنىڭ ئېسىل ئېلېكتىرو خىمىيىلىك خۇسۇسىيىتى بار. كۆپ ساندىكى تەر تۆشۈكچىلىرى ئىئوننى تېزلىكتە قىستۇرۇش / چۈشۈرۈۋېتىشكە يول قويىدۇ ، باتارېيەنى ئەلا سۈپەتلىك كاتود ماتېرىيالى بىلەن تەمىنلەيدۇ. شۇڭلاشقا ، ئېلېكتر خىمىيىلىك ئۇسۇل گرافىكلاش ئىنتايىن يوشۇرۇن گرافىكلاش ئۇسۇلى.

ئېرىتىلگەن تۇز ئېلېكترودلاش ئۇسۇلى

2.1 كاربون تۆت ئوكسىدنىڭ ئېلېكترودېئوپوزلىنىشى
CO2 ئەڭ مۇھىم پارنىك گازى بولۇش سۈپىتى بىلەن زەھەرلىك ، زىيانسىز ، ئەرزان ۋە ئاسان ئېرىشكىلى بولىدىغان قايتا ھاسىل بولىدىغان بايلىق. قانداقلا بولمىسۇن ، CO2 دىكى كاربون ئەڭ يۇقىرى ئوكسىدلىنىش ھالىتىدە ، شۇڭا CO2 نىڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق ئېنېرگىيىسى مۇقىملىقى بار ، ئۇنى قايتا ئىشلىتىش تەسكە توختايدۇ.
CO2 ئېلېكترودېئودىيىسى توغرىسىدىكى ئەڭ دەسلەپكى تەتقىقاتنى 1960-يىللارغا سۈرۈشتۈرۈشكە بولىدۇ. Ingram et al. مۇۋەپپەقىيەتلىك ھالدا Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسىدىكى ئالتۇن ئېلېكترودتا كاربون تەييارلىدى.

Van et al. ئوخشىمىغان ئازايتىش يوشۇرۇن كۈچىگە ئېرىشكەن كاربون پاراشوكىنىڭ گرافت ، ئامورفوس كاربون ۋە كاربون نانو تالاسى قاتارلىق ئوخشىمىغان قۇرۇلمىلارنىڭ بارلىقىنى كۆرسەتتى.
ئېرىتىلگەن تۇز ئارقىلىق CO2 نى قولغا كەلتۈرۈش ۋە كاربون ماتېرىيالى مۇۋەپپەقىيەت قازىنىشنىڭ تەييارلىق ئۇسۇلىنى قوللىنىش ئارقىلىق ، ئۇزۇن مەزگىل تەتقىقاتچىلار كاربون چۆكمە ھاسىل قىلىش مېخانىزمى ۋە ئېلېكتىرولىز شارائىتىنىڭ ئاخىرقى مەھسۇلاتقا كۆرسىتىدىغان تەسىرىگە دىققەت قىلدى ، بۇلار ئېلېكترولىت تېمپېراتۇرىسى ، ئېلېكترولىت بېسىمى ۋە تەركىبىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئېرىتىلگەن تۇز ۋە ئېلېكترود قاتارلىقلار ، يۇقىرى ئۈنۈملۈك گرافت ماتېرىياللىرىنىڭ CO2 نىڭ ئېلېكترو ئېلېكترو پارلىنىشى ئۈچۈن تەييارلىق قىلىشى پۇختا ئاساس سالدى.

ئېلېكترولىتنى ئۆزگەرتىش ۋە CO2 تۇتۇش ئۈنۈمى يۇقىرى بولغان CaCl2 نى ئاساس قىلغان ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق ، خۇ قاتارلىقلار. يۇقىرى دەرىجىدىكى گرافىكلاشتۇرۇش دەرىجىسى ۋە كاربون نانو قۇتىسى ۋە باشقا نانوگرافىك قۇرۇلمىلىرى بىلەن گرافېننى ئېلېكترولىز تېمپېراتۇرىسى ، ئېلېكترود تەركىبى ۋە ئېرىتىلگەن تۇز تەركىبى قاتارلىق ئېلېكتىرولىز شارائىتىنى تەتقىق قىلىپ مۇۋەپپەقىيەتلىك تەييارلىدى.
كاربونات سىستېمىسىغا سېلىشتۇرغاندا ، CaCl2 ئەرزان ۋە ئاسان ئېرىشكىلى بولىدىغان ، ئۆتكۈزۈشچانلىقى يۇقىرى ، سۇدا ئاسان ئېرىپ كېتىش ۋە ئوكسىگېن ئىئونىنىڭ ئېرىشچانلىقى يۇقىرى بولۇشتەك ئەۋزەللىككە ئىگە ، بۇ CO2 نىڭ يۇقىرى قىممەتتىكى گرافت مەھسۇلاتلىرىغا ئايلىنىشىنى نەزەرىيەۋى شارائىت بىلەن تەمىنلەيدۇ.

2.2 ئۆزگەرتىش مېخانىزمى
ئېرىتىلگەن تۇزدىن CO2 نىڭ ئېلېكتىرو ئېلېكترو ئارقىلىق يۇقىرى قىممەتلىك كاربون ماتېرىياللىرىنى تەييارلاش ئاساسلىقى CO2 تۇتۇش ۋە ۋاسىتىلىك ئازايتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. CO2 نىڭ تۇتۇلۇشى ھەقسىز O2- ئېرىتىلگەن تۇزدا تاماملىنىدۇ ، (1) تەڭلىمىسىدە كۆرسىتىلگەندەك:
CO2 + O2- → CO3 2- (1)
ھازىر ، ۋاسىتىلىك ئازايتىشتىن ئىبارەت ئۈچ ۋاسىتىلىك مېخانىزم ئوتتۇرىغا قويۇلدى: بىر باسقۇچلۇق ئىنكاس ، ئىككى باسقۇچلۇق ئىنكاس ۋە مېتال ئازايتىش رېئاكسىيە مېخانىزمى.
(2) تەڭلىمىسىدە كۆرسىتىلگەندەك ، بىر باسقۇچلۇق ئىنكاس مېخانىزمىنى ئالدى بىلەن ئىنگرام ئوتتۇرىغا قويدى:
CO3 2- + 4E - → C + 3O2- (2)
ئىككى باسقۇچلۇق ئىنكاس مېخانىزمىنى بورۇكا قاتارلىقلار ئوتتۇرىغا قويدى ، (3-4).
CO3 2- + 2E - → CO2 2- + O2- (3)
CO2 2- + 2E - → C + 2O2- (4)
مېتال ئازايتىش رېئاكسىيە مېخانىزمىنى Deanhardt قاتارلىقلار ئوتتۇرىغا قويدى. ئۇلار مېتال ئىئونلىرى ئالدى بىلەن كاتودتىكى مېتالغا ، ئاندىن مېتال كاربونات ئىئونغا قىسقارتىلدى دەپ قارىدى (5 ~ 6).
M- + E - → M (5)
4 m + M2CO3 -> C + 3 m2o (6)

ھازىر مەۋجۇت ئەدەبىياتتا بىر باسقۇچلۇق ئىنكاس مېخانىزمى ئومۇمەن قوبۇل قىلىندى.
يىن ئە. لى-نا- K كاربونات سىستېمىسىنى نىكېل كاتود ، قەلەي ئوكسىد ۋە ئاندرود سۈپىتىدە كۈمۈش سىم بىلەن تەتقىق قىلىپ ، نىكېل كاتودتىكى 2-رەسىمدىكى سىكاننېرلىق ۋولتاممېترىيىلىك سىناق رەقەمگە ئېرىشتى ۋە تېپىلدى. مەنپىي سىكانېرلاشتا پەقەت بىرلا تۆۋەنلەش چوققىسى (-2.0V) بولغان.
شۇڭلاشقا ، خۇلاسە چىقىرىشقا بولىدۇكى ، كاربوناتنى ئازايتىش جەريانىدا پەقەت بىرلا ئىنكاس يۈز بەردى.

گاۋ قاتارلىقلار. ئوخشاش كاربونات سىستېمىسىدا ئوخشاش دەۋرىيلىك ۋولتمېتىرىغا ئېرىشتى.
Ge et al. ئىنېرت ئانود ۋە تۇڭگېن كاتود ئىشلىتىپ ، LiCl-Li2CO3 سىستېمىسىدىكى CO2 نى قولغا چۈشۈردى ۋە مۇشۇنىڭغا ئوخشاش رەسىملەرگە ئېرىشتى ، سەلبىي سىكانېرلاشتا پەقەت كاربون چۆكۈشنىڭ تۆۋەنلەش چوققىسى پەيدا بولدى.
ئىشقارلىق مېتال ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسىدا ، كاربون كاتود قويغاندا ئىشقار مېتال ۋە CO ھاسىل بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا كاربون چۆكۈش رېئاكسىيەسىنىڭ تېرمودىنامىكىلىق شارائىتى تۆۋەن بولغاچقا ، تەجرىبىدە پەقەت كاربوناتنىڭ كاربونغا بولغان تۆۋەنلىشىنى بايقىغىلى بولىدۇ.

2.3 CO2 ئېرىتىلگەن تۇز ئارقىلىق گرافت مەھسۇلاتلىرىنى تەييارلايدۇ
گرافېن ۋە كاربون نانو قۇتىسى قاتارلىق يۇقىرى قىممەتلىك گرافت نانومېتىرلىق ماددىلارنى تەجرىبە شارائىتىنى كونترول قىلىش ئارقىلىق ئېرىتىلگەن تۇزدىن CO2 نىڭ ئېلېكترو ئېلېكترو پارچىلىنىشى ئارقىلىق تەييارلىغىلى بولىدۇ. خۇ قاتارلىقلار. CaCl2-NaCl-CaO ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسىدا داتلاشماس پولاتنى كاتود قىلىپ ئىشلىتىپ ، ئوخشىمىغان تېمپېراتۇرىدا 2.6V تۇراقلىق توك بېسىمى شارائىتىدا 4h لىك ئېلېكترولىزلانغان.
تۆمۈرنىڭ كاتالىزلىنىشى ۋە CO نىڭ گرافت قەۋىتى ئارىسىدىكى پارتىلاش رولى سايىسىدا ، كاتود يۈزىدە گرافېن تېپىلدى. گرافېننىڭ تەييارلىق جەريانى 3-رەسىمدە كۆرسىتىلدى.
رەسىم
كېيىن تەتقىقاتلار CaCl2-NaClCaO ئېرىتىلگەن تۇز سىستېمىسى ئاساسىدا Li2SO4 نى قوشتى ، ئېلېكترولىزنىڭ تېمپېراتۇرىسى 625 was ، ئېلېكترولىزنىڭ 4h دىن كېيىن ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، كاربون كاتولىك چۆكمىسىدە گرافېن ۋە كاربون نانو قۇتىسى بايقالدى ، تەتقىقاتتا لى + ۋە SO4 2 بايقالغان. - گرافىكلاشتۇرۇشقا ئاكتىپ تەسىر كۆرسىتىش.
گۈڭگۈرت يەنە كاربون گەۋدىسىگە مۇۋەپپەقىيەتلىك بىرىكتۈرۈلگەن بولۇپ ، ئېلېكتىرولىز شارائىتىنى كونترول قىلىش ئارقىلىق دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز گرافت قەغىزى ۋە ئىنچىكە كاربونغا ئېرىشكىلى بولىدۇ.

گرافېننىڭ شەكىللىنىشى ئۈچۈن يۇقىرى ۋە تۆۋەن ئېلېكتىرولىزلىق تېمپېراتۇرا قاتارلىق ماتېرىياللار ئىنتايىن مۇھىم ، تېمپېراتۇرا 800 than دىن يۇقىرى بولغاندا كاربون ئورنىدا CO ھاسىل قىلىش ئاسان بولىدۇ ، 950 than دىن يۇقىرى بولغاندا كاربون چۆكمىسى يوق دېيەرلىك ، شۇڭا تېمپېراتۇرىنى كونترول قىلىش ئىنتايىن مۇھىم گرافېن ۋە كاربون نانو قۇتىسى ھاسىل قىلىپ ، كاربون چۆكۈش رېئاكسىيەسىنىڭ CO رېئاكسىيە بىرىكمىسىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈپ ، كاتودنىڭ مۇقىم گرافېن ھاسىل قىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ.
بۇ ئەسەرلەر CO2 نىڭ نانو-گرافت مەھسۇلاتلىرىنى تەييارلاشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى بىلەن تەمىنلەيدۇ ، بۇ پارنىك گازىنى ھەل قىلىش ۋە گرافېن تەييارلاشتا ئىنتايىن مۇھىم.

3. خۇلاسە ۋە نەزەر
يېڭى ئېنېرگىيە سانائىتىنىڭ تېز تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، تەبىئىي گرافت ھازىرقى ئېھتىياجنى قاندۇرالمىدى ، سۈنئىي گرافتنىڭ تەبىئىي گرافىكقا قارىغاندا فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيىتى ياخشى ، شۇڭا ئەرزان ، ئۈنۈملۈك ۋە مۇھىت ئاسرايدىغان گرافىكلاشتۇرۇش ئۇزۇن مۇددەتلىك نىشان.
كاتولىك قۇتۇپلىشىش ۋە ئېلېكتىرو خىمىيىلىك چۆكۈش ئۇسۇلى بىلەن قاتتىق ۋە گازلىق خام ئەشيالاردىكى ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئۇسۇللار گرافىكلاش ئارقىلىق يۇقىرى قىممەتتىكى گرافىك ماتېرىياللىرىدىن مۇۋەپپەقىيەتلىك ھالدا چىقىرىلدى ، ئەنئەنىۋى گرافىكلاش ئۇسۇلىغا سېلىشتۇرغاندا ، ئېلېكتر خىمىيىلىك ئۇسۇلنىڭ ئۈنۈمى يۇقىرى ، ئېنېرگىيە سەرپىياتى تۆۋەن ، يېشىل مۇھىت ئاسراش ، ئوخشاش بولمىغان ماتېرىياللار بىلەن بىرلا ۋاقىتتا چەكلىك ، ئوخشىمىغان ئېلېكترولىز شارائىتىغا ئاساسەن ، گرافت قۇرۇلمىسىنىڭ ئوخشىمىغان مورفولوگىيىسىدە تەييارلىغىلى بولىدۇ.
ئۇ ھەر خىل ئامورفوس كاربون ۋە پارنىك گازىنى قىممەتلىك نانو قۇرۇلمىلىق گرافت ماتېرىيالىغا ئايلاندۇرۇشنىڭ ئۈنۈملۈك يولى بىلەن تەمىنلەيدۇ ھەمدە قوللىنىش ئىستىقبالى ياخشى.
ھازىر ، بۇ تېخنىكا دەسلەپكى باسقۇچتا تۇرماقتا. ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئۇسۇل ئارقىلىق گرافىكلاشتۇرۇش توغرىسىدا تەتقىقاتلار ئاز ، يەنە تېخى بىلگىلى بولمايدىغان جەريانلار بار. شۇڭلاشقا ، خام ئەشيادىن باشلاش ۋە ھەر خىل ئامورفوس كاربونلىرى ھەققىدە ئەتراپلىق ۋە سىستېمىلىق تەتقىقات ئېلىپ بېرىش ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا گرافت ئايلىنىشنىڭ تېرمودىنامىكىسى ۋە دىنامىكىسى ئۈستىدە تېخىمۇ چوڭقۇر ئىزدىنىش كېرەك.
بۇلار گرافت سانائىتىنىڭ كەلگۈسى تەرەققىياتىدا ئىنتايىن مۇھىم ئەھمىيەتكە ئىگە.