Li, K과 Na-흑연 층간화합물의 stage 전이특성

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

  • 오원춘 (한서대학교 화학과) ;
  • 임창성 (한서대학교 재료공학과) ;
  • 오근호 (한양대학교 세라믹공정연구센터) ;
  • 고영신 (서울교육대학교 탄소화학연구소)
  • 발행 : 1998.02.01

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.

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.

키워드

참고문헌

  1. Mater. Res. Sci. Ext. Abs. Graphite intercalation compounds: Science and applications H. Endo;M.S. Dresselhaus;G. Dresselhaus
  2. Z. Naturforsch v.39a Y.S. Ko;H.P. Boehm
  3. Carbon v.25 S.H. Anderson Axdal;D.D.L. Chung
  4. Proc. fo the 12th KACG tech. meeting and the 4th Korea-Japan EMGS W.C. Oh;C.S. Lim;Y.S. Ko;K.H. Auh
  5. J. Electrochem. Soc. v.139 B. Scrosati
  6. Bull. Soc. Chim. Fr. v.5 N. Daumas;A. Herold
  7. Carbon v.22 R. Sch$\"{o}$gl;H.P. Boehm
  8. Carbon v.34 W.C. Oh;S.J. Cho;Y.S. Ko
  9. J. Inorg. Nucl. Chem. v.10 R.C. Asher
  10. Solid Sate Commum. v.64 I.T. Belash;A.D. Bronikov;D.V. Zarikov;A.V. Palnichenko
  11. High pressure Res. v.8 I.A. Udod;V.K. Genchel
  12. Bull. Soc. Chem. A. Herold