钠催化快速合成与表征插层石墨CaC6
材料科学
2023-09-06 v1 超导电性
摘要
在本研究中，我们对CaC6进行了实验，以阐明钠催化的形成机制并实现石墨插层化合物（GICs）的快速大量合成。对快速合成的CaC6通过其晶体结构和物理性质分析进行了表征。我们发现反应中间体Na-GIC（NaCx，x = 64）的形成需要比插层于石墨层间更多的Na。对过量Na的需求可能为钠催化GIC形成机制提供见解。在250{\deg}C热处理2 h下，Na与C的摩尔混合比1.5-2.0:6适于CaC6的高效形成，且样品中残留的催化Na可证明地降低至Na:Ca比约为3:97。上限临界场Hc2较以往报道增强了约三倍。基于X射线衍射和实验参数分析，我们得出结论：Hc2的增强归因于CaC6中无序的堆垛顺序，这可能是由于快速且低温的形成所致。由比热测量得出的物理性质与采用熔融Li-Ca合金法缓慢合成的高质量CaC6相当。本研究为未来以实用材料（如电池电极和超导导线等应用）为目标对GICs进行快速大量合成的研究与探索提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2309.01942,
title = {Na-catalyzed rapid synthesis and characterization of intercalated graphite CaC6},
author = {Akira Iyo and Hiroshi Fujihisa and Yoshito Gotoh and Shigeyuki Ishida and Hiroshi Eisaki and Hiraku Ogino and Kenji Kawashima},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.01942},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 6 figures, 1 table