Способ получения углеродного анодного материала



Способ получения углеродного анодного материала
Способ получения углеродного анодного материала
Способ получения углеродного анодного материала
Способ получения углеродного анодного материала
C25B11/12 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2370437:

Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской Академии наук (статус государственного учреждения) (RU)

Изобретение относится к технологии получения анодного материала (анодов). Углеродный анодный материал получают путем смешивания игольчатого и/или нефтяного кокса и пека в количестве от 20 до 40% от массы кокса с последующей карбонизацией при температуре 600-1000°С. В качестве пека используют среднетемпературный пек, процесс осуществляют в присутствии катализатора, выбранного из ряда, включающего соединения железа, кобальта, никеля и их сплавы, а карбонизацию проводят в восстановительной или инертной среде. Полученный углеродный материал имеет турбостратную структуру и обладает проводимостью, сравнимой с графитом. Изобретение позволяет упростить процесс, повысить проводимость анодного материала и исключает выделение бензопирена в окружающую среду. 4 ил.

 

Изобретение относится к способу получения анодного материала (анодов). Необходимо отметить, что электрод - это техническое изделие, которое должно отвечать различным (в зависимости от назначения) техническим требованиям (ГОСТам), одним из основных является высокая проводимость электрического тока. Как было принято раньше считать, что из всех углеродных материалов наибольшей электропроводностью обладает графит. Поэтому в процессах получения анодного материала большое внимание уделяется стадии графитации углеродного материала. Графитация - это физический процесс (кристаллизация), которая, по мнению отдельных авторов, может делиться на гомогенную и гетерогенную. Графитация «неграфитируемых углеродных материалов» или трудно графитируемых материалов относится к гетерогенной. Дело в том, что «неграфитируемых углеродных материалов» не существует и любой углеродный материал может быть прографитирован. Труднографитируемые материалы требуют нагрева до 3000-3200°С (сначала происходит испарение углерода, а потом его конденсация) и предварительного значительного уплотнения исходного вещества (сажа, древесный уголь). Легкографитируемые материалы графитируются в интервале 2200-2800°С (В.Н.Крылов, Ю.Н.Вильк. Углеграфитовые материалы и их применение в химической промышленности. Химия. 1965. 148 с.).

Проводимость любых материалов, в том числе углеродных, определяется числом или количеством носителей проводимости и их подвижностью. Как установлено, из углеродных материалов наибольшим количеством носителей проводимости обладают углеродные материалы содержащие нанотрубки. Количество носителей проводимости в них в 10-15 раз больше, чем в графите.

Традиционно во всех случаях получения графита или электродов антрацит используется в смеси с пековым, нефтяным или металлургическим коксами и графитами. Обычно используется термоантрацит (получается после термической обработки при 1250°С) и применяется в производстве электродов и катодных блоков для алюминиевых ванн, набивных паст между катодными блоками, для набивных электродов ферросплавных и карбидных печей, угольных электродов больших диаметров в производстве стали, ферросплавов, карбида кальция, фосфора, микропорошков, коллоидно-графитовых препаратов из графитового антрацита, материалов для химической аппаратуры (А.С.Фиалков. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. Москва. Аспект Пресс, 1997, 720 с.) Например, в состав шихты электродов входило: термоантрацита 45-55%, доменного кокса 19-18%, обожженного угольного боя 14-18%, искусственного графита 20% и пека 21-24% на сухую массу. Из этой шихты прессуют «зеленные электроды», которые обжигаются в камерных печах при температуре 1200-1300°С с общей продолжительностью 325-480 час в зависимости от размеров заготовок (Н.С.Асташевская. Антрациты Горловского бассейна западной Сибири - сырье для производства электродов. Наука СО РАН, 1978. 126 с.).

В заявке US 2007/0265162, Nov. 15, 2007, описан способ синтеза наноструктурного углеродного материала из углеродного предшественника (ароматическое вещество, состоящее из одного или двух колец, и имеющее функциональные группы СООН, С=O, ОН, С=С, SO3, NH2, SOH, N=C=O) с использованием каталитических темплатных наночастиц. Углеродные наноструктуры образуются вокруг множества наночастиц, используемых в качестве основы. Каталитические наночастицы работают и как центры зародышеобразования углеродной наноструктуры, и как катализаторы во время карбонизации и/или полимеризации углеродного предшественника. Получаемый наноструктурный углеродный материал обладает высокой удельной поверхностью, высокой пористостью и высокой степенью карбонизации (графитации). В общем случае способ состоит из 4 стадий:

1 - формирование наночастиц металла, с этой целью порошок металла (железо, кобальт, никель и др.), кислоту (лимонная) и воду перемешивают в течение 7 дней;

2 - формирование промежуточных углеродных наноструктур, где подготовленный на первой стадии раствор смешивают с предшественником (ароматическое вещество, состоящее из одного или двух колец и имеющее функциональные группы СООН, СО, ОН, С=С, SO3, NH2, SOH, N=C=О) и полученную пасту подвергают полимеризации при температуре 80-90°С в течение 3,5 час;

3 - карбонизация промежуточных углеродных наноструктур с образованием комбинированной наноструктуры, в ходе которой продукт второй стадии отфильтровывают, сушат и карбонизуют в токе азота при 1150°С в течение З час или при 850°С в течение 4 час;

4 - удаление наночастиц металла из комбинированной наноструктуры, где композитную смесь обрабатывают последовательно HNO3 в течение 6-8 час, смесью

H2O/H2SO4/KMnO4 при 90°С в течение З час и водой с последующей сушкой.

Формирование наночастиц металла реализуется при использовании диспергирующего агента (это органическая молекула, в составе которой имеются одна или более функциональных групп). Молекула диспергирующего агента образует комплекс с атомами катализатора. При смешивании с углеродным предшественником наночастицы металла обеспечивают места зародышеобразования, где карбонизации и/или полимеризации могут начинаться или развиваться. Двойственная роль наночастиц металла позволяет обойтись без раздельного добавления темплатных наночастиц и катализатора, что исключает нежелательное функционирование атомов катализатора как центров зародышеобразования, и обеспечивает образование однородной углеродной наноструктуры. То есть предполагается, что благодаря образованию комплекса наночастицы металла с предшественником при последующей карбонизации при температуре 850-1150°С происходит кристаллизация наночастиц углеродного материала.

В заявке US 2005/0008562, Jan. 13, 2005, описан способ синтеза кристаллического наноструктурного углеродного материала с высокой удельной поверхностью. На первой стадии углеродный предшественник перемешивают с солями переходных металлов и оксидом неорганических материалов. Предшественником могут выступать резорцин-формальдегид, фенол-формальдегид, фенольная смола, меламин-формальдегид, полифурфуриловый спирт, полиакрилонитрил, сахароза, полипиррол, полидивинилбензол и нефтяной пек. В качестве солей можно использовать соединения, которые состоят из катионов металлов (Fe, Co, Ni, Mo, V, Y, Zr, Nb, Li, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, Ge, As, In, Sn, Sb, La, Hf, Та, W) и анионов (СН3СОО-, СН3СОСН=СО-СН3, F-, Cl-, Br-, NO3-, SO42-, PO43-, COO-, ClO4-, RO-). В качестве оксидов неорганических материалов можно использовать SiO2, Al2О3, TiO2, СеО2, ZrO2, SnO2, Y2O3. Составляющие берут в таких количествах, что соотношение предшественник : соль составляет 20:1-1:2, а соотношение предшественник : оксид составляет 20:1-1:2.

На второй стадии получают наностуктурный композит, для чего исходную смесь подвергают графитации в атмосфере инертного газа при температуре 300-2500°С в течение 0,1-50 час.

На третьей стадии из наностуктурного композита вытравливают оксиды неорганических материалов. Обработка может производиться HF, NaOH, KOH,

Mg(OH)2, Ca(OH)2, LiOH концентрацией 0,01-10 М при температуре 10-300°С.

На четвертой заключительной стадии проводят кислотную обработку и получают наноструктурный углеродный материал. Обработка может производиться HCl, HNO3, H2SO4, HF, Н3PO4, СН3СООН концентрацией 0,01-10 М при температуре 10-300°С.

В качестве примера приводится синтез, где смесь, состоящую из воды, соли кобальта, соли никеля, резорцина, формальдегида и кварца, хорошо перемешивали, выдерживали при 85°С в течение 3 час и подвергали графитациии в токе азота при 900°С в течение 3 час. Наноструктурный углеродный материал получают после перемешивания композита с 3 М NaOH в течение 3 час для удаления частиц кварца и последующей промывки с 2,5 М HNO3 в течение 1 час для удаления металлических частиц.

В качестве иллюстрации приводится спектр РФА наночастиц углеродного материала, который полностью соответствует графиту и фотоэлектронной микроскопии, демонстрирующий упаковку графитовых пачек.

Нами предлагается принципиально новый способ получения анодного материала, основанный на образовании каркасных углеродных наноструктур, который сопровождается искривлением графеновых слоев. В результате возникают новые свойства, не характерные для графита, например наличие сверхпроводящего состояния в пучках углеродных нанотрубок (Kociak М. et al. Phys. Rev. Lett. v.86, p.2416 (2001)). Причем с уменьшением диаметра нанотрубок температура сверхпроводимости возрастает (Tang Z.K et al. Synthetic Met. 133-134, 689 (2003)), тогда как в графите сверхпроводящего перехода не наблюдается.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, если не рассматривать графитацию, является способ изготовления самообжигающихся углеродистых анодов для электролитического получения алюминия при температуре 1000-1100°С (SU 1279958, С01В 31/02, С25С 3/06, 30.12.1986). Для этого в качестве наполнителя используется кокс и в качестве связующего пек. Определяют плотность пека при температуре 140-180°С и рассчитывают необходимое количество связующего по формуле, учитывающей действительную и насыпную плотность шихты. Путем введения в формулу эмпирических коэффициентов учитывают недопропитку кокса пеком, изменение объема шихты за счет образования пековых прослоек между зернами кокса и за счет усиления прессования.

Во всех выше перечисленных процессах одним из основных исходных материалов является каменноугольный пек, который используется в качестве связующего. Если анодный материал получают путем графитации, то на первой стадии получают так называемый «зеленый анод» путем предварительной карбонизации исходного углеродного материала при температуре до 1000°С, а стадия графитации проходит при температуре 2800-3200°С, в зависимости от используемого сырья. Если анодный материал получают для электролизеров с самообжигающими анодами или путем каталитической карбонизации смеси игольчатого кокса с угольным пеком, то весь процесс проходит при температуре 1000-1100°С. То есть в обоих процессах углеродный материал, содержащий каменноугольный пек, проходит обработку при температуре 1000°С. В состав каменноугольного пека входит бензопирен, который представляет конденсированный пятиядерный ароматический цикл, проявляющий сильную канцерогенную активность. Например, как отмечается в книге В.А.Привалов, М.А.Степаненко, «Каменноугольный пек», М.: Металлургия, 1981, с.38, при анализе двух проб каменноугольного пека на содержание пятичленных ароматических циклов, имеющих молекулярную массу 252 г, содержание бензопирена составило 9,8 и 8,4 мас.%, а перилена 2,3 и 1,8 мас.% соответственно. Поэтому непринципиально по какому методу получается анодный материал - путем графитации или каталитической карбонизации, в процессе всегда происходит выделение бензопирена, если не применять специальные методы, предотвращающие его выделение.

На фиг.1 показана кривая квадрупольного масс-спектрометра QMS распределения осколков масс 113, 126, представляющих наиболее характерные осколки бензопирена, выделяющиеся в зависимости от температуры пиролиза каменноугольного пека. Следует отметить, что полученные результаты подтверждают данные В.А.Привалов и М.А.Степаненко о наличие бензопирена в исходном каменноугольном пеке, который выделяется при пиролизе в интервале температур 125-350°С. Кроме того, в процессе пиролиза каменноугольного пека при температуре 600-700°С образуется бензопирен. То есть в результате пиролиза каменноугольного пека в атмосферу реактора выделяется значительно больше бензопирена, чем его было в исходном пеке. При этом присутствие в смеси различных составляющих компонентов исходного углеродного материала, представляющих шихту, в том числе термоантрацита, искусственного графита, различных марок игольчатых коксов (Сидрифт, Мицубиси, БНПЗ), не препятствует выделению бензопирена.

На фиг.2 показана характерная кривая квадрупольного масс-спектрометра QMS распределения осколков масс 113, 126, представляющих наиболее характерные осколки бензопирена, в зависимости от температуры пиролиза смеси игольчатого кокса и пека в присутствии навески нитрата кобальта, используемого в качестве катализатора карбонизации при каталитическом способе получения анодного материала (примеры 1-5). Следует отметить, что на фиг.2 в интервале температур 125-250°С выделяется бензопирен, который присутствует в пеке, а бензопирен, который образуется в процессе дальнейшего пиролиза пека отсутствует. Аналогичная картина наблюдается и при использовании солей никеля и железа (NiCl2 и Fe22O4)3, примеры 6-8). Это позволяет утверждать, что соли 3d-металлов в процессе пиролиза смеси игольчатого кокса и каменноугольного пека препятствуют образованию бензопирена при каталитическом способе получения анодного материала, но не связывают присутствующий в пеке бензопирен.

На фиг.3 показана кривая квадрупольного масс-спектрометра QMS распределения осколков масс 113, 126, представляющих наиболее характерные осколки бензопирена, в зависимости от температуры пиролиза смеси игольчатого кокса и пека в присутствии навески ферросилиция (производства Новокузнецкого завода ферросплавов), используемого в качестве катализатора (пример 11). Следует отметить, что в интервале температур 125-350°С отсутствуют следы бензопирена, а появляются в интервале температур 400-600°С, когда основная масса пека подвергается пиролизу. То есть удаляется бензопирен, который присутствовал в пеке, а появляется бензопирен, который образуется в результате пиролиза пека.

Как нами отмечалось ранее (выше), с помощью солей 3d-металлов можно остановить образование бензопирена в процессе пиролиза смеси игольчатого кокса и каменноугольного пека, а с помощью введения ферросилиция препятствовать выделению бензопирена на начальной стадии пиролиза. Из вышеизложенного следует, что при использовании смеси соли 3d-металла и ферросилиция можно полностью подавить выделение бензопирена в процессе пиролиза смеси игольчатого кокса и каменноугольного пека. На фиг.4 приведена кривая TG, DSC термоанализатора STA 449 (пример 14), из которой видно, что процесс пиролиза смеси проходит, а на кривой квадрупольного масс-спектрометра QMS не фиксируется увеличение количества осколков масс 113, 126, представляющих бензопирен. Эта же картина наблюдается в примерах 15, 16.

Изобретение решает задачу упрощения способа получения углеродного анодного материала и исключения выделения бензопирена в окружающую среду.

Предложен способ получения углеродного анодного материала путем смешивания игольчатого и/или нефтяного кокса и пека в количестве от 20 до 40% от массы кокса с последующей карбонизацией при температуре 600-1000°С, в качестве пека используют среднетемпературный пек, процесс осуществляют в присутствии катализатора, выбранного из ряда, включающего соединения железа, кобальта, никеля и их сплавы, а карбонизацию проводят в восстановительной или инертной среде.

Задача решается путем каталитической карбонизации углеродного материала в присутствии соли или смеси солей 3d-металлов (железо, кобальт, никель), либо их металлоорганических соединений, оксидов, карбонилов, либо их сплавов, либо любой их смеси, в качестве исходных компонентов (предшественника) берется смесь игольчатого или нефтяного кокса и каменноугольного пека и карбонизация проводится при температуре 600-1000°С в инертной или восстановительной среде.

Полученный углеродный материал по РФА имеет турбостратную структуру и обладает проводимостью, сравнимой с графитом.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

В качестве катализатора берут соль, оксид, карбонил, сплав (железа, кобальта, никеля) в количестве 3,0-4,0 мас.% в пересчете на металл и смешивают со смесью игольчатого кокса и среднетемпературного пека, при этом количество пека колеблется от 20 до 40 мас.%. Навеску засыпают в тигель с притертой крышкой и помещают в муфельную печь. Печь нагревают в выбранном интервале 600-1000°С установленное время. По истечении установленного времени тигель вынимают из печи и охлаждают на воздухе в эксикаторе при комнатной температуре. После охлаждения тигель взвешивают для расчета константы карбонизации (к=Рисхкарбон). Полученный «королек» раздавливают в ступке, порошок анализируют на РФА и измеряют проводимость в интервале температур 4,2-300 К.

Полученный углеродный материал по РФА имеет турбостратную структуру, а проводимость полученного углеродного материала составляет 50-55 мОм·см при 4,2 К и 5-10 мОм·см при 300 К, что сравнимо с графитом.

Анализ газов проводился на синхронном термоанализаторе STA 449 + квадрупольный масс-спектрометр QMS фирмы NETZSCH. Рентгеновские исследования проводят на дифрактометре URD-6 с излучением CuКα. Температурную зависимость проводимости образцов измеряют четырехконтактным методом в интервале температур 4,2-300 К. Исследуемые образцы, представляющие собой порошок, запрессовывают в ампулу. Контакты к ампуле подводят серебряной проволокой диаметром 0,1 мм и для осуществления контакта образца с проволокой порошок в ампуле поджимают.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8320 г перемешивают со смесью 4,0020 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 1,0160 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 600°С на 8 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,71.

Пример 2.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,7880 перемешивают со смесью 4,0050 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 1,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс», перемешивают в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,45.

Пример 3.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,7980 г перемешивают со смесью 4,0050 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 1,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 12 час. Тигель охлаждался в эксикаторе до комнатной температуры, константа карбонизации к=0,64.

Пример 4.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8380 г перемешивают со смесью 3,0040 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,68.

Пример 5.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8380 г перемешивают со смесью 3,0050 г игольчатого кокса марки А фирмы «Мицубиси» с 2,0160 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,62.

Пример 6.

Навеску хлорида никеля NiCl2·6H2O (ГОСТ 4038-79) в количестве 0,8080 г перемешивают со смесью 3,0050 г игольчатого кокса марки А фирмы «Мицубиси» с 2,0160 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 4 ч. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,63.

Пример 7.

Навеску хлорида никеля NiCl2·6H2O (ГОСТ 4038-79) в количестве 0,8010 г перемешивают со смесью 3,0050 г игольчатого кокса марки А фирмы «Мицубиси» с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 1000°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,60.

Пример 8.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8063 г перемешивают со смесью 4,0040 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,62.

Пример 9.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8263 г перемешивают со смесью 3,0094 г кокса рядовой «БНПЗ» (прокаленный) с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 900°С на 8 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,52.

Пример 10.

Навеску нитрата кобальта Со(NO3)2·6Н2O в количестве 0,8250 г перемешивают со смесью 3,0230 г кокс рядовой «БНПЗ» (прокаленный) с 2,0106 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставятся на карбонизацию при температуре 900°С на 12 час. Тигель охлаждался в эксикаторе до комнатной температуры, константа карбонизации к=0,38.

Пример 11.

Навеску порошка ферросилиция (производства Новокузнецкого завода ферросплавов) в количестве 0,4138 г (Fe-45 мас.%) перемешивают со смесью 3,0040 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 1000°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры, константа карбонизации к=0,60.

Пример 12.

Навеску ферроцена (C5H5)2Fe в количестве 0,6400 г перемешивают со смесью 3,0120 г кокса рядового «БНПЗ» (прокаленный) с 2,0200 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь нагревают со скоростью 10°/мин в инертной среде (гелий) до 1000°С. Навеску охлаждают в инертной среде до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,67.

Пример 13.

Навеску порошка ферросилиция (производства Новокузнецкого завода ферросплавов) в количестве 0,4138 г (Fe-45%) перемешивают со смесью 3,0040 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 2,0060 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь переносят в тигель с притертой крышкой и ставят на карбонизацию при температуре 1000°С на 4 час. Тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,60.

Пример 14.

Навеску хлорида никеля NiCl2·6H2O (ГОСТ 4038-79) в количестве 0,9464 г и порошка ферросилиция 0,5985 г перемешивают со смесью 3,0214 г кокса рядового «БНПЗ» (прокаленный) с 2,0007 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь нагревают со скоростью 10°/мин в инертной среде (аргон) до 800°С. Навеску охлаждают в инертной среде до комнатной температуры, константа карбонизации к=0,77.

Пример 15.

Навеску хлорида никеля NiCl2·6H2O (ГОСТ 4038-79) в количестве 0,9464 г и порошка ферросилиция 0,5985 г перемешивают со смесью 3,0226 г игольчатого кокса марки А фирмы «Мицубиси» с 2,0005 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь нагревают со скоростью 10°/мин в инертной среде (аргон) до 800°С. Навеску охлаждают в инертной среде до комнатной температуры, константа карбонизации к=0,77.

Пример 16.

Навеска хлорида никеля NiCl2·6H2O (ГОСТ 4038-79) в количестве 0,9464 г и порошка ферросилиция 0,5985 г перемешивалась со смесью 3,0217 г игольчатого кокса марки А фирмы «Сидрифт» с 2,0004 г среднетемпературного пека фирмы «Алтай кокс» в шаровой мельнице. Полученную смесь нагревают со скоростью 10°/мин в инертной среде (аргон) до 800°С. Навеску охлаждают в инертной среде до комнатной температуре, константа карбонизации к=0,79.

Таким образом, по сравнению с существующим в промышленности методом предлагаемый способ позволяет повысить проводимость анодного материала и исключить образование и выделение бензопирена даже в реактор и тем более в атмосферу промышленных предприятий.

Полученный углеродный материал по РФА имеет турбостратную структуру и обладает проводимостью, сравнимой с графитом.

Способ получения углеродного анодного материала путем смешивания игольчатого и/или нефтяного кокса и пека в количестве от 20 до 40% от массы кокса с последующей карбонизацией при температуре 600-1000°С, отличающийся тем, что в качестве пека используют среднетемпературный пек, процесс осуществляют в присутствии катализатора, выбранного из ряда, включающего соединения железа, кобальта, никеля и их сплавы, а карбонизацию проводят в восстановительной или инертной среде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления электролизного мешка, внутри которого может быть размещен электрод. .

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в микроэлектронике, волоконной оптике, солнечной энергетике. .

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в микроэлектронике, волоконной оптике, солнечной энергетике. .

Изобретение относится к производству неорганических веществ и может быть использовано при получении едкого натра. .

Изобретение относится к производству неорганических веществ и может быть использовано при получении едкого натра. .

Изобретение относится к конструкции электролизной ячейки, предназначенной, например, для производства хлора, водорода и/или каустической соды. .

Изобретение относится к конструкции электролизной ячейки, предназначенной, например, для производства хлора, водорода и/или каустической соды. .

Изобретение относится к конструкциям электролизеров. .

Изобретение относится к конструкциям электролизеров. .

Изобретение относится к области технологии улучшения механических свойств субмикрокристаллических материалов и может быть использовано в производстве конструкционных изделий в авиастроении, медицине и микроэлектронике и других областях промышленности.

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного пиролитического насыщения пористых углеродных заготовок и может быть использовано при получении углерод-углеродных композитных материалов (УУКМ) с пониженной плотностью и высокой прочностью, в частности заготовок на основе терморасширенного графита (ТРГ).

Изобретение относится к технологии синтеза углеродсодержащих материалов и может быть использовано для производства фуллеренов, нанотрубок и других наноматериалов и их производных, которые находят все более широкое применение в наноэлектронике, в аналитической химии для получения сенсоров и нанохимии, биологии и медицине, для получения фуллеренсодержащих полимеров и жидких кристаллов.

Изобретение относится к химии фуллеренов, в частности к способам синтеза водорастворимых производных [60]фуллерена. .

Изобретение относится к аппаратам, применяемым в химической промышленности, в частности к реакторам для получения углеродных нанотрубок. .
Изобретение относится к технологии производства углеродных нановолокон, которые используются для производства сорбентов и носителей катализаторов, катализаторов, ферромагнитных чернил, графитовых пигментов для копирования.

Изобретение относится к технологии получения волокнистых углеродных материалов каталитическим пиролизом. .
Изобретение относится к каталитическим процессам получения водорода и углерода из углеводородсодержащих газов. .

Изобретение относится к нанотехнологиям полупроводников

Изобретение относится к технологии получения анодного материала

Наверх