El grafito es una forma cristalina de carbono.Es un alótropo del elemento carbono, y la periferia de cada átomo de carbono está conectada con otros tres átomos de carbono (múltiples hexágonos dispuestos en forma de panal) para formar una molécula covalente.El grafito es un conductor eléctrico porque cada átomo de carbono emite un electrón y esos electrones tienen libertad para moverse.El grafito es uno de los minerales más blandos y sus usos incluyen la fabricación de minas para lápices y lubricantes.El carbono es un elemento no metálico ubicado en el grupo IVA del segundo período de la tabla periódica.Sistema de cristal hexagonal, color tinta hierro a gris oscuro.La densidad es 2,25 g/cm3, la dureza es 1,5, el punto de fusión es 3652°C y el punto de ebullición es 4827°C.Suave, cremoso y conductor.Las propiedades químicas son inactivas, resistentes a la corrosión y no reaccionan fácilmente con ácidos y álcalis.El calor intensificado en el aire o el oxígeno puede quemar y generar dióxido de carbono.Los agentes oxidantes fuertes lo oxidarán a ácidos orgánicos.Se utiliza como agente antifricción y material lubricante, fabricando crisoles, electrodos, pilas secas, minas de lápiz.El grafito de alta pureza se puede utilizar como moderador de neutrones en reactores nucleares.A menudo se le llama carbón o plomo negro porque antes se confundía con plomo.

El carbono es un elemento muy común que existe en diversas formas en la atmósfera y la corteza terrestre.El carbono simple se ha conocido y utilizado desde muy temprano, y una serie de compuestos de carbono (materia orgánica) son la base de la vida.El carbono es un constituyente del arrabio, el hierro forjado y el acero.El carbono es capaz de autocombinarse químicamente para formar una multitud de compuestos que son moléculas biológica y comercialmente importantes.La mayoría de las moléculas de los organismos vivos contienen carbono.

El carbono existe en diversas formas, incluido el carbono simple cristalino, como el diamante y el grafito;carbono amorfo tal como carbón;compuestos orgánicos complejos como animales y plantas;carbonatos como el mármol.Las propiedades físicas y químicas del carbono elemental dependen de su estructura cristalina.El diamante de alta dureza y el grafito blando y resbaladizo tienen diferentes estructuras cristalinas y cada uno tiene su propia apariencia, densidad, punto de fusión, etc.

Purificación de grafito

1.La purificación química consiste en utilizar las propiedades del grafito para resistir ácidos, álcalis y corrosión, tratar el concentrado de grafito con ácido y álcali para disolver las impurezas y luego lavarlas para mejorar el grado del concentrado.La purificación química puede obtener grafito con alto contenido de carbono con una ley del 99%.Existen muchos métodos de purificación química y el método más utilizado en China es el método de fusión a alta temperatura del hidróxido de sodio.

El principio básico es hacer reaccionar las impurezas del grafito (principalmente minerales de silicato) con sosa cáustica, es decir, NaOH, en condiciones de alta temperatura superiores a 500 °C para generar reactivos solubles en agua, que pueden eliminarse lixiviando los reactivos con agua. .Las impurezas, otra parte de las impurezas, como los óxidos de hierro, se neutralizan con HCl después de la fusión alcalina para formar cloruro férrico con subagua soluble, que se puede eliminar lavando con agua.
En el proceso anterior, la concentración de NaOH es aproximadamente del 50% y se mezcla con grafito en una proporción de 1:0,8, es decir, se consumen aproximadamente 0,4 toneladas de NaOH para producir 1 tonelada de grafito con alto contenido de carbono.La cantidad de HCl añadido es aproximadamente el 30% de la del grafito.El carbón utilizado como combustible es de aproximadamente 0,6-0,7 toneladas.El equipo utilizado en el método de fusión alcalina incluye principalmente mezcladores de ancla, hornos de fusión, mezcladores de hélice, tanques de lavado en forma de V, etc. La tasa de recuperación es del 85-90%.Aunque este proceso es más avanzado, también tiene las desventajas de un gran consumo de agua, una alta pérdida de grafito, una baja productividad, un gran consumo de álcali y la contaminación ambiental por el líquido residual vertido.
Para solucionar o mejorar las deficiencias mencionadas anteriormente, el Centro de Pruebas de Rocas y Minerales del Departamento Provincial de Geología y Recursos Minerales de Henan ha desarrollado un nuevo proceso para purificar grafito con alto contenido de carbono, reemplazando el tanque de lavado en forma de V por un lavado centrífugo. y reciclar el líquido residual después del tratamiento.La adopción de esta nueva tecnología puede reducir el costo de los materiales en aproximadamente un 50%, ahorrar agua en aproximadamente un 50%, aumentar el rendimiento en aproximadamente un 10% y reducir la contaminación de los líquidos residuales al medio ambiente.El contenido de carbono fijo del grafito es superior al 99% y la tasa de recuperación alcanza el 92,8%.

2.La purificación física es una purificación a alta temperatura.Utilizando la resistencia a altas temperaturas del grafito, colóquelo en un horno eléctrico y caliéntelo a 2500 °C sin aire para volatilizar las cenizas (es decir, las impurezas), mejorando así la calidad del concentrado.La purificación a alta temperatura puede obtener grafito de alta pureza con una ley del 99,9%.

El grafeno es un nuevo material con una estructura laminar monocapa compuesta de átomos de carbono.Es una película plana compuesta de átomos de carbono con orbitales híbridos sp2 que forman una red hexagonal en forma de panal y un material bidimensional con un espesor de un solo átomo de carbono.El grafeno siempre se ha considerado una estructura hipotética y no puede existir de forma estable por sí solo.Hasta 2004, los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester en el Reino Unido lograron experimentar con grafito. En el experimento se aisló grafeno y se confirmó que puede existir por sí solo.Los dos también ganaron el Premio Nobel de Física de 2010 por sus 'experimentos pioneros con materiales de grafeno bidimensionales'.

El grafeno es el nanomaterial más fino pero también el más duro del mundo.Es casi completamente transparente y sólo absorbe el 2,3% de la luz.La movilidad electrónica* supera los 15.000 cm²/V·s, superior a la de los nanotubos de carbono o el cristal de silicio*, mientras que la resistividad es de sólo unos 10-6 Ω·cm, inferior a la del cobre o la plata, que es el material con menor resistividad del mundo. mundo.Debido a su resistividad extremadamente baja y su migración de electrones extremadamente rápida, se espera que se utilice para desarrollar una nueva generación de componentes electrónicos o transistores que sean más delgados y conduzcan la electricidad más rápido.Dado que el grafeno es esencialmente un buen conductor transparente, también es adecuado para fabricar pantallas táctiles transparentes, paneles de luz e incluso células solares.

Otra característica del grafeno es la capacidad de observar el efecto Hall cuántico a temperatura ambiente.

La disposición de los átomos de carbono en el grafeno es similar a la del grafito en una sola capa atómica, y es un cristal bidimensional de una sola capa en el que los átomos de carbono están dispuestos en una red cristalina en forma de panal con orbitales mixtos sp2.El grafeno puede imaginarse como una red de tamaño atómico de átomos de carbono y sus enlaces covalentes.El nombre de grafeno proviene del inglés graphite (grafito) + -ene (extremo ene).Se considera que el grafeno es un cristal plano de átomos de hidrocarburos aromáticos policíclicos.

La estructura del grafeno es muy estable, el enlace carbono-carbono (enlace carbono-carbono) es de solo 1,42 Å.La conexión entre los átomos de carbono dentro del grafeno es muy flexible.Cuando se aplica una fuerza externa al grafeno, la superficie de los átomos de carbono se doblará y deformará, de modo que no es necesario reorganizar los átomos de carbono para adaptarse a la fuerza externa, manteniendo así la estabilidad de la estructura.Esta estructura reticular estable hace que el grafeno tenga una excelente conductividad térmica.

El grafeno es el componente básico que forma los siguientes alótropos de carbono: grafito, carbón vegetal, nanotubos de carbono y fullerenos.El grafeno perfecto es bidimensional, lo que sólo incluye hexágonos (hexágonos de ángulos iguales);si hay pentágonos y heptágonos, constituirán los defectos del grafeno.Doce grafenos pentagonales formarán juntos fullerenos.

El grafeno enrollado en forma cilíndrica se puede utilizar como nanotubos de carbono;Además, el grafeno también se transforma en un transistor balístico (transistor balístico) y ha despertado el interés de un gran número de científicos.En marzo de 2006, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia anunciaron que habían fabricado con éxito un transistor de efecto de campo plano de grafeno, observaron el efecto de interferencia cuántica y, basándose en este resultado, desarrollaron un circuito basado en grafeno.

La llegada del grafeno ha provocado un auge de la investigación en todo el mundo.Es el material más delgado conocido, el material es muy fuerte y duro y, a temperatura ambiente, puede transferir electrones más rápido que los conductores conocidos.La estructura a escala atómica del grafeno es tan especial que sólo puede describirse mediante la teoría cuántica de campos.

El grafeno es un cristal bidimensional.El grafito común se forma apilando capas de átomos de carbono planos dispuestos en forma de panal.La fuerza entre capas del grafito es débil y es fácil despegarse para formar una capa delgada.hojuelas de grafito.Cuando la lámina de grafito se despega en una sola capa, esta única capa con un espesor de un solo átomo de carbono es grafeno.Características:
Primero: el grafeno es el material más resistente del mundo.Según los cálculos, si se utiliza grafeno para fabricar una película con un espesor equivalente al espesor de una bolsa de plástico común para envasar alimentos (el espesor es de unos 100 nanómetros), entonces podrá soportar unas dos toneladas de objetos pesados.presión sin romperse;
Segundo: el grafeno es el material más conductor del mundo.

El grafeno tiene una amplia gama de aplicaciones.Según las características ultrafinas y superresistentes del grafeno, el grafeno se puede utilizar ampliamente en diversos campos, como chalecos antibalas ultraligeros, materiales para aviones ultrafinos y ultraligeros, etc. Según su excelente conductividad, También tiene un gran potencial de aplicación en el campo de la microelectrónica.El grafeno puede convertirse en un sustituto del silicio, fabricando transistores ultraminiatura, utilizados para producir futuras supercomputadoras, y la mayor movilidad electrónica del carbono puede permitir que las futuras computadoras alcancen velocidades más altas.Además, el material de grafeno también es un excelente modificador.En nuevos campos energéticos, como los supercondensadores y las baterías de iones de litio, se puede utilizar como aditivo para materiales de electrodos debido a su alta conductividad y su alta superficie específica.

Todavía queda mucho espacio para estudiar el grafito...

El grafito y sus productos tienen las propiedades de resistencia a altas temperaturas y alta resistencia.Se utilizan principalmente para fabricar crisoles de grafito en la industria metalúrgica.En la fabricación de acero, el grafito se utiliza a menudo como agente protector para lingotes de acero y como revestimiento para hornos metalúrgicos.

Como orgullosa filial de LT Group, LT Graphite cuenta con cuatro bases de producción ubicadas en el centro de China, en la provincia de Henan, y una sucursal de producción en la provincia de Sichuan.

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