A transferência de carga de α-Li3N para grafite pode diminuir a temperatura de transição até 350 graus C. Crédito:PAN Fei et al.
Grafite, como um material importante para o ânodo da bateria de Li e preparação de grafeno, pode existir em duas fases:a fase Bernal (2H) e a fase romboédrica (3R). A fase 2H tem energia relativamente baixa e alta proporção em pó de grafite, enquanto a fase 3R mostra as propriedades opostas. Contudo, a diminuição do tamanho do floco de grafite dá origem à proporção da fase 3R em até 50%.
De acordo com pesquisas existentes de mudança de fase do grafite, a transição da fase 3R para a fase 2H é geralmente observada sob alta temperatura acima de 1, 000 graus C por meio de Joule ou aquecimento a laser, o que é inapropriado e inviável.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. ZHU Yanwu da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) alcançou a conversão total de 3R em 2H a cerca de 350 graus C por recozimento de grafite na presença de α -Li3N (nitreto de lítio), um material promissor para aplicações de catálise e energia.
Com base nisso, a equipe revelou o mecanismo de redução da barreira de energia na presença de α -Li3N colaborando com pesquisadores da National University of Defense Technology, a Northwestern Polytechnical University, o Instituto de Semicondutores do CAS, e a Universidade de Manchester. O estudo foi publicado em Nano Letras .
Uma injeção de carga de interface de α -Li3N à ligação π conjugada da distância intercamada ampliada de grafite. Isso fez com que o deslizamento da camada ocorresse mais facilmente, permitindo uma temperatura de transição de fase mais baixa de 3R para 2H em grafite.
Para explorar a via de deslizamento intercamada durante a transição de fase de 3R para 2H, os pesquisadores empregaram a análise de difração de raios-X in-situ e os cálculos da teoria funcional da densidade. Além disso, O mapeamento Raman foi realizado em flocos de grafite esfoliados mecanicamente antes e após a introdução de α Partículas -Li3N, confirmando ainda mais o doping causado por α -Li 3 N.
Esses resultados fornecem uma maneira possível de controlar a configuração de empilhamento e outras propriedades da grafite através da regulação da ligação π conjugada, também tornando-o atraente para a preparação futura de material de carbono.
