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논문 상세정보

Li, K과 Na-흑연 층간화합물의 stage 전이특성

Stage transformation characteristice of Li, K and Na-graphite intercalation compounds

초록

Li, K과 Na-흑연 층간화합물의 stage 전이 특성을 탄소층사이에 존재하는 intercalants의 deintercalation 메카니즘을 고려하여 제시하였다. 온도와 압력을 조절하여 합성된 Li-GICs(graphite intercalation compounds)를 분위기하에서 자발적으로 분해시켰다. 이들 화합물을 XRD 분석한 결과 1, 2 stage의 d001-값이 각각 3.71, 7.06 $\AA$으로 나타났다. 분위기하에서 Li-GiCs를 deintercalation 반응을 시킨 6주 후에 잔유화합물이 형성됨을 알 수 있었다. 또한, two-bulb 법으로 K-GICs를 합성하였으며, K-GDICs(graphite deintercalation compounds)의 구조적 안정성과 stage 전이에 대하여 조사하였다. X-선회절 결과로부터 K-GDICs는 10주 동안 안정한 K-흑연 잔유 화합물을 형성하였다. 그리고 고온, 고압법을 이용하여 합성된 1, 2stage의 Na-GICs의 deintercalation 반응과 열적 안정성에 대한 온도 의존성에 대하여 논하였다. 열적 안정성과 관련하여 Na-GICs의 구조변화를 XRD에 의하여 확인하였다. 이들 과정에 따르면 stage 전이는 무질서한 stage를 가진 GDICs의 불규칙적인 deintercalation에 의하여 형성됨을 제시할 수 있었다.

Abstract

Stage transformation characteristics of Li, K and Na-graphite deintercalation compounds (GDICs) were studied under consideration of a deintercalation mechanism of the intercalants between carbon layers. Li-graphite intercalation compounds (GICs) synthesized by a controlling temperatures and pressures have been spontaneously decomposed in the atmosphere. By X-ray differaction analysis the $d_{001}$-values of stage 1 and 2 were identified to be 3.71 and 7.06 $\AA$, respectively. After 6 weeks, the deintercalation reaction of the Li-GICs ceased and only residual compounds could be observed. K-GICs were synthesized by the modified two-bulb method resulting in structural stabilities and stage transitions. By X-ray diffraction analysis the very stable K-graphite residue compounds were observed after 10 weeks. Na-GICs with stage 1 and 2 were synthesized using the high temperature and pressure technique. The temperature dependence of a deintercalation reaction and a thermal stability of Na-GICs were discussed. The structure changes of the Na-GDICs depending on heating rates were identified by X-ray diffraction. According to the deintercalation process, the stage transformations could be attributed to irregular deintercalations of the GDICs with disordered stage.

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