脉冲电解法实现可持续高纯石墨纯化：显著降低氟化物消耗并提升材料性能

来自研究人员通过脉冲电解技术开展石墨纯化研究，提出一种替代传统氢氟酸浸出和阳极电解的创新方法。该方法在HF–H2SO4电解质中通过电化学调控实现99.9%石墨纯度，使氢氟酸消耗量降低60%（0.4 mL g?1），同时保持石墨结晶度并实现表面氟/硫掺杂，为先进能源材料提供绿色纯化方案。

　　

脉冲电解技术被证明是一种可持续且高效的自然石墨纯化策略，其解决了传统氢氟酸（HF）浸出法和阳极电解法的固有局限性。通过将电化学调控与优化的HF–H₂SO₄电解质相结合，该方法实现了99.9%的石墨纯度，同时将氢氟酸消耗量较酸浸法（1.0 mL g^?1）和阳极电解法（0.7 mL g^?1）降低60%（0.4 mL g^?1）。系统研究表明，脉冲模式下的交替阴阳极电位可协同调控H⁺和F^?迁移，实现石英杂质的循环活化与溶解。与引起结构膨胀和氧化降解的阳极电解不同，脉冲电解以最小的层间距变化保持石墨结晶度，并在实现氟/硫表面掺杂的同时最大限度地减少氧化。石英去除实验和有限元分析证实了脉冲操作下的效率提升，这归因于浓度极化的打破和电极-电解质界面离子可及性的增强。关键的是，在酸性介质中用NH₄F替代HF可在降低氟消耗量的同时实现相当纯度，从而减轻环境与安全风险。该研究确立了脉冲电解作为一种可扩展、生态友好的纯化平台，兼具高纯度石墨生产和功能化表面修饰的双重优势，适用于先进能源应用领域。