Poukisa carbure kalsyòm se yon sous kabòn pratik
Karbid kalsyòm (CaC2) fabrike pa rediksyon segondè-tanperati lacho ak kabòn nan yon gwo founo dife elektrik, epi li rete youn nan transpòtè kabòn ki konsantre ki pi ba pri -komèsyal nan tonnaj esansyèl. Valè li pou pwodiksyon grafèn se nan reyativite ion carbure la: skelèt kabòn ki nesesè pou kwasans de-dimansyon deja rasanble nan yon inite senp de-kabòn, kidonk matyè premyè a rive ak anpil mwens travay pre-tretman pase grafit natirèl oswa gaz idrokarbone, toulede yo dwe anvan yo ka krake oswa pirifye kòm yon sous kwasans.
Karbid kalsyòm komèsyal yo klase sitou pa sede asetilèn ak gwosè boul. Klas gwosè estanda yo enkli 0-5 mm, 5-25 mm, 25-50 mm ak 50-80 mm. Klas koryas yo nòmalman chwazi pou sentèz chimik paske yo ekspoze mwens sifas nan imidite anbyen pandan depo ak transmèt, kidonk mwens materyèl pèdi nan idroliz twò bonè anvan li rive nan raktor la.
Senk-Wout Preparasyon pou De-Grafèn Dimansyon
Etap yon sèl fòme précurseur sous kabòn. Karbid kalsyòm ak yon surfactant yo chaje nan yon ajitatè fèmen nan yon rapò mas nan 50: (3-6). Veso a kenbe nan 60-100 degre C ak brase nan 80-120 rpm pou 5-10 minit. Tanperati modere ak taye ki ba yo itilize fè espre, paske surchof lokal yo ta dekonpoze surfactant la anvan li ka estabilize carbure la dispèse.
Etap de bati modèl la. Rektorit lave ak etanòl an premye epi answit konbine avèk yon katalis nan yon rapò mas rektorit -a-katalis 8:(0.1-0.3). Se melanj lan trete nan yon inite mikwo ond rated 500-600 W pou 3-5 minit bay yon modèl katalis rectorite-sipòte. Lave etanòl se yon pwen kontwòl olye ke yon etap netwayaj: dlo adsorbed nan ajil la konkirans ak précurseur kabòn nan pandan entèkalasyon ak diminye inifòmite nan ranpli a entèr.
Etap twa se etap entèkalasyon an. Prekursè ki soti nan premye etap la ak modèl ki chaje nan etap de yo chaje nan yon mixer dispèsyon fèmen nan yon rapò mas 1: (3-4). Se mixer a ki te fèt nan 60-80 degre C epi kouri nan 800-1000 rpm pandan y ap yon vakyòm nan 5-10 MPa aplike pou 10-20 minit, se konsa ke précurseur a trase nan ak kenbe andedan galri yo entèrkouch rectorite. Pwodwi a se yon précurseur sous kabòn rectorite-interlayer.
Etap kat se etap kwasans lan. Se précurseur entèrkal la mete nan yon raktor sèk fèmen, yo ajoute yon asid melanje, epi yo chofe raktor a nan 800-1000 degre C anba yon koule Agon nan 80-100 ml / min. Tan reyaksyon se 3-8 èdtan, apre sa chaj la refwadi natirèlman nan apeprè 20 degre C. Lè sa a, kad rektorit la retire ak 30-50% asid nitrique pa mas yo kite yon pwodwi prensipal grafèn.
Etap senk pirifye pwodwi a. Se pwodwi prensipal la lave ak solisyon alkali jiskaske likè lave a net ak Lè sa a, seche. Pwodiksyon an se gwo -gwosè de-grafèn ak yon epesè kouch 2 nm oswa mwens, ekivalan a yon ti kantite kouch kabòn anpile.
| Etap pwosesis | Paramèt kle | Anviwònman |
|---|---|---|
| Fòmasyon précurseur | CaC2 ak rapò mas surfactant | 50:(3-6) |
| Fòmasyon précurseur | Tanperati / vibran | 60-100 degre C / 80-120 rpm / 5-10 min |
| Preparasyon modèl | Rektorit ak rapò mas katalis | 8:(0.1-0.3) |
| Preparasyon modèl | Evalyasyon mikwo ond / tan | 500-600 W / 3-5 min |
| Intercalation | Précurseur nan rapò mas modèl | 1:(3-4) |
| Intercalation | Tan vakyòm / dispèsyon | 5-10 MPa / 10-20 min nan 800-1000 rpm |
| Reyaksyon kwasans | Tanperati / tan / koule agon | 800-1000 degre C / 3-8 h / 80-100 ml pou chak minit |
| Pirifikasyon | Fòs asid nitrique | 30-50% pa mas, Lè sa a, lave nan net |
Pratik founo ak entansite enèji nan materyo an
Rediksyon founo elektrik -se sèl wout ki itilize pou pwodiksyon endistriyèl carbure kalsyòm. Carbide fonn koule soti nan fon an nan gwo founo dife a nan yon tank k ap resevwa epi li refwadi nan yon pwodwi solid ki imedyatman kraze ak tès depistaj. Operasyon an se yon -tanperati wo, pousyè-pwosesis entansif. Nan ane 1980 yo, pwodwi yon tòn carbure kalsyòm endistriyèl konsome 10 a 11 GJ enèji elektrik; kounye a pito founo ki fèmen ak gwo-kapasite paske yo koupe pèt chalè epi fè monoksid kabòn nan-pwodwi ka rekiperab kòm yon gaz oswa kòm yon materyèl chimik olye ke yo boule l.
Paramèt Kalite pou Espesifye pou pwodwi Graphene
Twa valè akseptasyon kontwole valè komèsyal pwodiksyon an: epesè kouch, gwosè flak lateral ak kontni rezidyèl inòganik. Yon epesè kouch 2 nm oswa mwens dwe konfime pa mikwoskopi ak pa korespondan vokabilè materyèl de-dimansyon an, epi sètifika founisè a pou kont li pa ase prèv. Katalis rezidyèl ak rezidi ajil yo kontwole pa tretman asid nitrique ak lave netralizasyon an, kidonk fòs asid, dire tretman ak pwen final lave yo ta dwe tout parèt nan dosye pakèt la. ISO/TS 80004-13 defini grafèn ak materyèl ki gen rapò ak de dimansyon epi li bay tèminoloji ki nòmalman itilize lè valè sa yo ekri nan yon spesifikasyon achte.
Anbalaj, Depo ak Sekirite
Karbid kalsyòm dwe kenbe sèk epi lwen dlo, paske kontak ak imidite jenere asetilèn, yon gaz ki ka pran dife. Tanbou asye sele nan gwosè 50 kg ak 100 kg yo se anbalaj abityèl pou ekspòtasyon, ak boul koryas 50-80 mm yo pi pito pou ekspòtasyon paske yo siviv manyen ak jenerasyon mwens amann. Yon tanbou oswa yon sak ki te pran imidite pa ta dwe janm louvri nan yon espas ki fèmen san vantilasyon. Sou bò grafèn, seche yo ta dwe fini anvan anbalaj: imidite adsorbe sou yon poud kabòn segondè -sifas-fè pwomosyon re-aglomerasyon epi chanje distribisyon gwosè patikil yo mezire.
Kesyon yo poze souvan
Q:Ki avantaj ki genyen nan carbure kalsyòm sou grafit kòm yon sous kabòn grafèn?
A: zo rèl do kabòn nan deja prezan kòm yon inite reyaktif de-kabòn, kidonk pwosesis la evite etap pirifikasyon grafit ak krak idrokarbone ki konsome plis enèji ak kapital.
Q:Ki rapò mas carbure kalsyòm ak surfactant yo itilize nan etap précurseur?
A: 50: (3-6), melanje nan yon ajitatè fèmen nan 60-100 degre C ak 80-120 rpm pou 5-10 minit.
Q:Poukisa rectorite a lave ak etanòl anvan etap mikwo ond lan?
A: Etanòl retire dlo adsorbed, ak imidite rezidyèl ta fè konpetisyon ak précurseur kabòn nan lè li trase nan galri yo entèrkalye pandan entèkalasyon vakyòm.
Q:Ki nivo vakyòm ak vitès melanje yo itilize nan mixer a dispèse?
A: 800-1000 rpm ak yon vakyòm nan 5-10 MPa pou 10-20 minit nan yon tanperati kontwole nan 60-80 degre C.
Q:Ki kondisyon kwasans andedan raktor sèk la?
A: 800-1000 degre C pou 3-8 èdtan anba agon nan 80-100 ml pou chak minit, ki te swiv pa refwadisman natirèl nan apeprè 20 degre C.
Q:Kouman yo retire modèl rektorit la apre kwasans lan?
A: Avèk 30-50% asid nitrique pa mas, apre sa yo lave pwodwi a ak solisyon alkali nan netralite ak seche nan poud grafèn final la.