Графитизация и неграфитизированные углероды ( в качестве альтернативы графитирующихся и не графитизируемого углерод) являются две категориями углерода , полученного путем пиролиза органических материалов. Розалинда Франклин впервые идентифицировала их в статье 1951 года в Proceedings of the Royal Society . [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 поливинилхлорид (ПВХ) и нефтяной кокс. Поливинилиденхлорид(ПВДХ) и сахароза производят 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 гальки , твердые угли или, говоря проще, древесный уголь . Стеклоуглерод также является примером неграфитизирующего углерода.
Прекурсоры для графитизации углей проходят через жидкую стадию во время пиролиза ( карбонизации ). 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] В последнее время некоторые выдвинули модели, которые включают пятиугольники и другие не шестичленные углеродные кольца [4]
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ RE Франклин (1951). «Рост кристаллитов в графитизирующем и неграфитизирующем углях». Труды Королевского общества А . 209 (1097): 196–218. DOI : 10.1098 / rspa.1951.0197 . S2CID 4126286 .
- ^ 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, штат Нью-Йорк doi : 10.1007 / 978-1-4613-8333-8_7
- ↑ А. Оберлин (1984). «Карбонизация и графитизация». Углерод . 22 (6): 521–541. DOI : 10.1016 / 0008-6223 (84) 90086-1 .
- ^ PJF Harris (2013). «Фуллереноподобные модели для микропористого углерода» (PDF) . Журнал материаловедения . 48 (2): 565–577. DOI : 10.1007 / s10853-012-6788-1 . S2CID 14903411 .
