Графит – это кристаллическая форма углерода.Это аллотроп элемента углерода, и периферия каждого атома углерода соединена с тремя другими атомами углерода (множественными шестиугольниками, расположенными в виде сот), образуя ковалентную молекулу.Графит является электрическим проводником, поскольку каждый атом углерода испускает электрон, и эти электроны могут свободно двигаться.Графит — один из самых мягких минералов, и его применение включает изготовление грифелей для карандашей и смазочных материалов.Углерод — неметаллический элемент, расположенный в группе IVA второго периода таблицы Менделеева.Шестиугольная кристаллическая система, цвет от чернильных чернил до темно-серого.Плотность 2,25 г/см3, твердость 1,5, температура плавления 3652°С, температура кипения 4827°С.Мягкий, кремовый и проводящий.Химические свойства неактивны, устойчивы к коррозии и трудно вступают в реакцию с кислотами и щелочами.Повышенное тепло в воздухе или кислороде может вызвать ожог и образование углекислого газа.Сильные окислители окисляют его до органических кислот.Применяется в качестве антифрикционного и смазочного материала при изготовлении тиглей, электродов, сухих батарей, грифелей карандашей.Графит высокой чистоты может быть использован в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах.Его часто называют древесным углем или черным свинцом, потому что раньше его ошибочно принимали за свинец.

Углерод – очень распространенный элемент, который существует в различных формах в атмосфере и земной коре.Простой углерод был известен и использовался очень давно, а ряд соединений углерода — органического вещества — является основой жизни.Углерод входит в состав чугуна, кованого железа и стали.Углерод способен к химическому самообъединению с образованием множества соединений, которые являются биологически и коммерчески важными молекулами.Большинство молекул живых организмов содержат углерод.

Углерод существует в различных формах, включая кристаллический простой углерод, такой как алмаз и графит;аморфный углерод, такой как уголь;сложные органические соединения, такие как животные и растения;карбонаты, такие как мрамор.Физические и химические свойства элементарного углерода зависят от его кристаллической структуры.Алмаз высокой твердости и мягкий и скользкий графит имеют разную кристаллическую структуру, и каждый имеет свой внешний вид, плотность, температуру плавления и т. д.

Очистка графита

1. Химическая очистка заключается в использовании свойств графита противостоять кислоте, щелочам и коррозии, обработке графитового концентрата кислотой и щелочью для растворения примесей, а затем их промывании для улучшения качества концентрата.Химическая очистка позволяет получить высокоуглеродистый графит с содержанием углерода 99%.Существует множество методов химической очистки, и наиболее широко используемым методом в Китае является метод высокотемпературного плавления гидроксида натрия.

Основной принцип заключается в том, чтобы примеси в графите (в основном силикатные минералы) вступали в реакцию с каустической содой, то есть NaOH, в условиях высоких температур выше 500°C с образованием водорастворимых реагентов, которые можно удалить путем выщелачивания реагентов водой. .Примеси, другая часть примесей, например оксиды железа, после плавления щелочей нейтрализуются HCl с образованием хлорида железа с растворимой подводной водой, которую можно удалить промыванием водой.
В описанном выше процессе концентрация NaOH составляет около 50%, и его смешивают с графитом в соотношении 1:0,8, то есть на получение 1 тонны высокоуглеродистого графита расходуется около 0,4 тонны NaOH.Количество добавленной HCl составляет около 30% от количества графита.Уголь, используемый в качестве топлива, составляет около 0,6-0,7т.К оборудованию, используемому при щелочном методе плавления, в основном относятся якорные мешалки, плавильные печи, пропеллерные мешалки, V-образные промывные емкости и др. Степень извлечения составляет 85-90%.Хотя этот процесс более совершенен, он также имеет недостатки, заключающиеся в большом расходе воды, высоких потерях графита, низкой производительности, большом расходе щелочи и загрязнении окружающей среды сбрасываемыми отработанными жидкостями.
Чтобы устранить или улучшить вышеупомянутые недостатки, Центр испытаний горных пород и минералов Департамента геологии и минеральных ресурсов провинции Хэнань разработал новый процесс очистки высокоуглеродистого графита, заменив V-образный промывочный бак на центробежную промывку. и переработка отработанной жидкости после обработки.Внедрение этой новой технологии может снизить стоимость материалов примерно на 50%, сэкономить воду примерно на 50%, увеличить урожайность примерно на 10% и снизить загрязнение окружающей среды отработанными жидкостями.Содержание фиксированного углерода в графите превышает 99%, а степень восстановления достигает 92,8%.

2.Физическая очистка – это высокотемпературная очистка.Используя жаростойкость графита, поместите его в электропечь и нагрейте до 2500°С без доступа воздуха, чтобы улетучить золу (т.е. примеси), улучшив тем самым качество концентрата.Высокотемпературная очистка позволяет получить графит высокой чистоты с содержанием 99,9%.

Графен — новый материал с однослойной листовой структурой, состоящей из атомов углерода.Это плоская пленка, состоящая из атомов углерода с гибридными sp2-орбиталями, образующими гексагональную сотовую решетку, и двумерный материал толщиной всего в один атом углерода.Графен всегда рассматривался как гипотетическая структура и не может стабильно существовать сам по себе.До 2004 года физикам Андре Гейму и Константину Новоселову из Манчестерского университета в Великобритании удавалось экспериментировать с графитом. В ходе эксперимента был выделен графен, и было подтверждено, что он может существовать отдельно.Эти двое также получили Нобелевскую премию по физике 2010 года за «новаторские эксперименты с двумерными графеновыми материалами».

Графен — самый тонкий, но и самый твердый наноматериал в мире.Он почти полностью прозрачен и поглощает лишь 2,3% света.Подвижность электронов* превышает 15000 см²/В·с, что выше, чем у углеродных нанотрубок или кристаллов кремния*, а удельное сопротивление составляет всего около 10-6 Ом·см, что ниже, чем у меди или серебра, которые являются материалом с наименьшим удельным сопротивлением в мир.Ожидается, что из-за его чрезвычайно низкого удельного сопротивления и чрезвычайно быстрой миграции электронов он будет использоваться для разработки нового поколения электронных компонентов или транзисторов, которые будут тоньше и быстрее проводят электричество.Поскольку графен по своей сути является прозрачным и хорошим проводником, он также подходит для изготовления прозрачных сенсорных экранов, световых панелей и даже солнечных батарей.

Еще одной характеристикой графена является способность наблюдать квантовый эффект Холла при комнатной температуре.

Расположение атомов углерода в графене аналогично расположению графита в одноатомном слое, и это однослойный двумерный кристалл, в котором атомы углерода расположены в сотовой кристаллической решетке со смешанными орбиталями sp2.Графен можно представить как сеть атомов углерода и их ковалентных связей атомарного размера.Название графена происходит от английского Graphite (графит) + -ene (еновый конец).Графен считается плоским кристаллом, состоящим из атомов полициклических ароматических углеводородов.

Структура графена очень стабильна, углерод-углеродная связь (углерод-углеродная связь) составляет всего 1,42 Å.Связь между атомами углерода внутри графена очень гибкая.Когда к графену прикладывается внешняя сила, поверхность атомов углерода изгибается и деформируется, поэтому атомам углерода не нужно перестраиваться, чтобы адаптироваться к внешней силе, тем самым сохраняя стабильность структуры.Благодаря стабильной решетчатой ​​структуре графен обладает превосходной теплопроводностью.

Графен является строительным блоком, из которого состоят следующие аллотропы углерода: графит, древесный уголь, углеродные нанотрубки и фуллерены.Идеальный графен двумерен и включает только шестиугольники (шестиугольники с равными углами);если есть пятиугольники и семиугольники, они будут дефектами графена.Двенадцать пятиугольных графенов вместе образуют фуллерены.

Графен, свернутый в цилиндрическую форму, можно использовать в качестве углеродных нанотрубок;кроме того, из графена также делают баллистический транзистор (баллистический транзистор) и он вызвал интерес большого количества учёных.В марте 2006 года исследователи из Технологического института Джорджии объявили, что они успешно изготовили графеновый планарный полевой транзистор, наблюдали эффект квантовой интерференции и на основе этого результата разработали схему на основе графена.

Появление графена вызвало исследовательский бум во всем мире.Это самый тонкий из известных материалов, материал очень прочный и твердый, и при комнатной температуре он может переносить электроны быстрее, чем известные проводники.Структура графена на атомном уровне настолько особенная, что ее можно описать только с помощью квантовой теории поля.

Графен — двумерный кристалл.Обычный графит образуется путем наложения слоев плоских атомов углерода, расположенных в сотовом порядке.Межслоевая сила графита слабая, и его легко отслаивать друг от друга, образуя тонкий слой.графитовые пластинки.Когда лист графита разделяется на один слой, этот слой толщиной всего в один атом углерода и есть графен.Функции:
Во-первых: Графен — самый прочный материал в мире.Согласно расчетам, если из графена сделать пленку толщиной, эквивалентной толщине обычного пищевого пластикового упаковочного пакета (толщина около 100 нанометров), то она сможет выдержать около двух тонн тяжелых предметов.давление без нарушения;
Во-вторых: Графен — самый проводящий материал в мире.

Графен имеет широкий спектр применения.Благодаря сверхтонким и сверхпрочным характеристикам графена, графен может широко использоваться в различных областях, таких как сверхлегкие бронежилеты, сверхтонкие и сверхлегкие авиационные материалы и т. д. Благодаря своей превосходной проводимости он также имеет большой потенциал применения в области микроэлектроники.Графен может стать заменителем кремния, создавая сверхминиатюрные транзисторы, которые будут использоваться в будущих суперкомпьютерах, а более высокая подвижность электронов углерода может позволить будущим компьютерам достигать более высоких скоростей.Кроме того, графеновый материал также является отличным модификатором.В новых областях энергетики, таких как суперконденсаторы и литий-ионные батареи, его можно использовать в качестве добавки к электродному материалу благодаря его высокой проводимости и большой удельной поверхности.

Графиту еще предстоит изучить много возможностей...

Графит и изделия из него обладают свойствами высокой термостойкости и высокой прочности.В основном их используют для изготовления графитовых тиглей в металлургической промышленности.В сталеплавильном производстве графит часто используется в качестве защитного средства для стальных слитков и в качестве футеровки металлургических печей.

Являясь дочерней компанией LT Group, LT Graphite имеет четыре производственные базы, расположенные в центре Китая, провинция Хэнань, и производственную базу-филиал в провинции Сычуань.

Авторские права © 2024LT Group, LT Graphite. Все права защищены. Sitemap | Поддерживается leadong.com | политика конфиденциальности