石墨電極：氟化石墨的合成工藝

2020-12-14 點擊量：2161

 

石墨電極：氟化石墨的合成工藝
（1）高溫合成法

這是氟化石墨合成中最常用的方法，在一定溫度下讓石墨和氟氣直接反應(yīng)。石墨成粉狀裝入反應(yīng)容器中，在通入氟氣之前先進(jìn)行活化，然后通入幾個小時的干燥氮氣，反應(yīng)物中的揮發(fā)性雜質(zhì)被除去，最后才能通氟氣，反應(yīng)溫度為300~600℃，反應(yīng)時間1~200h不等，石墨原材料類型和反應(yīng)時間、溫度決定了制得的氟化石墨的成分。分子結(jié)構(gòu)中C/F的值隨反應(yīng)溫度的變化而變化。

（2）低溫合成法

（3）催化合成法

催化合成法是指當(dāng)存在金屬氟化物(如LiF)時，石墨與氟氣的反應(yīng)可在低于300℃的溫度條件下順利進(jìn)行。其中，金屬氟化物主要起到催化作用，并且金屬氟化物的存在可以提高氟化石墨的某些性能，如電導(dǎo)率。

金屬氟化物的添加可以加快合成速度，改善反應(yīng)條件，但對原料的純度要求較高。如石墨固定碳含量要求大于99.4%；氟氣純度要求99.4%～99.7%，其中N2的含量小于0.3%～0.6%，HF的含量小于0.01%；CuF2、AlF3等金屬氟化物的純度要求大于98%。同時，要考慮氟氣的危害性，確保反應(yīng)安全進(jìn)行。

（4）電解合成法

在電池兩極中間，因為電場的影響，石墨和氫氟酸被電解，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)能夠生成氟化石墨，通過反應(yīng)液濃度、反應(yīng)溫度和電解質(zhì)量能夠控制電解過程的進(jìn)行。但氟化程度較低，產(chǎn)物F/C不均勻，該法的工藝仍在進(jìn)一步完善之中。

（5）固-固合成法

該法利用固體含氟聚合物和石墨混合，在惰性氣體中加熱至260℃制的氟化石墨。這一合成方法在安全性上得到改善，但氟化程度較低，產(chǎn)品不均勻。

小結(jié)

氟化石墨的合成設(shè)備、反應(yīng)條件及原料性質(zhì)等方面的進(jìn)一步優(yōu)化對完善高效、安全、環(huán)保的生產(chǎn)工藝具有十分重要的作用，也是進(jìn)一步拓展氟化石墨應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)。

作為一種高技術(shù)、高效益的精細(xì)功能材料，氟化石墨具有一系列獨特的物理化學(xué)性能，可以預(yù)見其應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。目前，美日等國已形成了產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模，但我國氟化石墨距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化尚有一段距離。本文選擇：石墨電極 http://www.dotlink.com.cn/Index/news_info/cid/245.html