Графитирующие и неграфитирующие угли - Graphitizing and non-graphitizing carbons

Графитизация и неграфитизирующий углерод (альтернативно графитизируемый и неграфитизируемый углерод) - это две категории углерод произведено пиролиз органических материалов. Розалинд Франклин впервые идентифицировал их в статье 1951 г. Труды Королевского общества.^[1] В этой статье она определила графитизирующие угли как угли, которые могут превращаться в кристаллический графит при нагревании до 3000 ° C, в то время как неграфитизирующие угли не превращаются в графит при любой температуре. Прекурсоры которые производят графитирующий углерод, включают поливинил хлорид (ПВХ) и нефтяной кокс. Поливинилиденхлорид (ПВДХ) и сахароза производить неграфитизирующий углерод. Физические свойства двух классов углеродов совершенно разные. Графитирующие угли мягкие и непористые, в то время как неграфитизирующие угли - твердые материалы с низкой плотностью. Неграфитизирующие угли также известны как символы, твердый углерод или, проще говоря, древесный уголь. Стекловидный углерод также является примером неграфитированного углерода.

Прекурсоры для графитизации углей проходят через жидкую стадию во время пиролиза (карбонизация ). Эта текучесть способствует молекулярной подвижности ароматических молекул, что приводит к реакциям межмолекулярной дегидрогенизирующей полимеризации с образованием ароматических, пластинчатых (дискообразных) молекул. Они «объединяются», чтобы создать новую жидкокристаллическую фазу, так называемую мезофазу. Жидкая фаза является основным требованием для производства графитизируемого углерода.^[2]

Неграфитизирующие угли обычно не проходят через жидкую стадию во время карбонизации. Со времен Розалинды Франклин исследователи выдвинули ряд моделей их структуры. Оберлин и его коллеги подчеркнули роль основных структурных единиц (BSU), состоящих из плоских ароматических структур, состоящих менее чем из 10-20 колец, с четырьмя слоями или меньше. Сшивка между BSU в неграфитизирующем углероде предотвращает графитизацию.^[3] Совсем недавно были предложены модели, включающие пятиугольники и другие не шестичленные углеродные кольца.^[4]

Смотрите также

• Процесс Ачесона
• Карбонизация
• Графитовый

использованная литература

1. R.E. Франклин (1951). «Рост кристаллитов в графитизирующем и неграфитизирующем углях». Труды Королевского общества А. 209 (1097): 196–218. Дои:10.1098 / rspa.1951.0197. S2CID  4126286.
2. Х. Марш и М.А. Диз (1994) "Мезофаза графитизируемых углеродов" В: Шибаев В.П., Лам Л. (ред.) Жидкие кристаллические и мезоморфные полимеры. Спрингер, Нью-Йорк, Нью-Йорк Дои: 10.1007/978-1-4613-8333-8_7
3. А. Оберлин (1984). «Карбонизация и графитизация». Углерод. 22 (6): 521–541. Дои:10.1016/0008-6223(84)90086-1.
4. П.Дж.Ф. Харрис (2013). «Фуллереноподобные модели для микропористого углерода» (PDF). Журнал материаловедения. 48 (2): 565–577. Дои:10.1007 / s10853-012-6788-1. S2CID  14903411.