6
Thermal decomposition of 1st stage ¯uorine±graphite intercalation compounds Yuta Sato, Rika Hagiwara * , Yasuhiko Ito Department of Fundamental Energy Science, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan Received 5 February 2001; received in revised form 9 March 2001; accepted 10 April 2001 Abstract A study was made on the thermal decomposition products of ¯uorine±graphite intercalation compounds C x F) with a 1st stage structure. Residual carbon obtained by the decomposition of C 2.5 F at 5008C possesses graphite structure with a low crystallinity, the distance between carbon sheets being larger than that of the host graphite by 14 pm. Reactive ¯uorocarbon gases are evolved by the decomposition, and successively react to give the deposits of carbon and ¯uorocarbons on the reactor wall as well as the gaseous per¯uoroalkanes. # 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Keywords: Fluorine±graphite intercalation compound; Thermal decomposition; Gaseous product 1. Introduction Fluorine directly reacts with graphite above 3508C to give CF) n , C 2 F) n or the mixture of these, depending on the crystallinity of original graphite and reaction temperature [1]. Carbon sheets in these compounds are buckled by sp 3 hybridization of the carbon atoms, ¯uorine atoms being covalently bound to them. Thermal decomposition of CF) n starts at 320±6108C, depending on the crystallinity [2,3]. Thermal decomposition of CF) n in vacuum is expressed by the following equation: 2CF n ! nC XCF 2 Y C 2 F 4 1.1) where X 2Y n and C is amorphous carbon [4]. Deposi- tion of polymeric fluorocarbon and carbon on the reactor wall occurs as well as the evolution of perfluoroalkanes by the subsequent reactions of CF 2 and/or C 2 F 4 [4,5], although these deposition products have not been characterized in detail. Fluorine does not react with graphite by itself at ambient temperature, however, reacts in the presence of ¯uoroacid catalysts such as HF [6±8], AsF 5 , IF 5 and OsF 6 [9] to give ¯uorine±graphite intercalation compounds graphite ¯uor- ides; C x F) in which carbon sheets are maintained their planarity. The bond nature between ¯uorine and carbon in graphite ¯uorides changes with ¯uorine content [7,10]. Those with high ¯uorine contents 2 x 5) generally have 1st stage structures and semi-ionic bonds between carbon and ¯uorine atoms. On the other hand, compounds with lower ¯uorine contents x > 5) possess higher stage structures and bonding between carbon sheets and ¯uorine is essentially ionic. Studies on the thermal decomposition of C x F would provide us more detailed information about the chemical bond between carbon and ¯uorine atoms in the compounds. Nakajima et al. reported thermal analyses of ¯uorine-inter- calated carbon ®bers with 3rd stage structures [11]. Thermal decomposition of the compounds starts at 100±1508C, depending on the crystallinity of the host materials. Gupta et al. investigated the thermal stability of ¯uorine-interca- lated carbon ®bers having 1st and 2nd stage structures [12]. Two steps were observed in the decomposition of the compounds by means of differential scanning calorimetry DSC) in nitrogen atmosphere, the ®rst, endothermic at 200±3008C, and the second, exothermic at above 3008C. The 1st stage compound changes to that of higher stages, and ®nally to graphite. In these studies, a decomposition mechanism was proposed in which ¯uorine atoms once released from the graphite galleries react again with the residual graphite to form ¯uorocarbon gases. Analyses of the gaseous products are necessary in order to prove such a reaction mechanism. We have reported on the thermal decomposition products of C x F with a 1st stage structure including gaseous products and deposits on the reactor wall [13]. In the present study, Journal of Fluorine Chemistry 110 2001) 31±36 * Corresponding author. Tel.: 81-75-753-5822; fax: 81-75-753-5906. E-mail address: [email protected] R. Hagiwara). 0022-1139/01/$ ± see front matter # 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII:S0022-113901)00397-9

Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

������� ����� � � � ��� ����� ��� �������� �� �������� � ������

���� ���� � �� ��� ������ ����� � ������������ ��� ������� ������ �������� ��� ����������� �������� ��� ������� � !����

��� ��� !�"����# $%%�& ��� ��� � ��� ��� ��� ' (��� $%%�& ������ �% )�� � $%%�

��������

) ����# ��� ���� � ��� ������� ����� � � ������ � ��� �������� �� �������� � ������ *+"!, � �� � ��� ����� ��������-

��� ���� ��"� "�� ��� "# ��� ����� � � � +$- ! �� %%�+ �������� ����� �� �������� � �� � �� �#����� � �#� ��� � ����� "������

��"� ������ "� �� ������ ���� ���� � ��� ��� ����� �� "# �. ��- ���� �� �����"� ����� ��� ������ "# ��� ����� � �� ���

����� ���# ���� � � �� ��� ���� �� � ��"� ��� �����"�� � ��� ����� ���� �� ���� �� ��� ������ �������������-

� $%%� /���� �� � ��� 0-1- )�� � ���� ��������-

���#� �$ !��� �������� �� �������� � �����& ������� ����� � �& 2����� �����

� ���� ������

!��� �� � ����# ����� � �� ����� �� �"�� 3 %�+ � � ��

*+!,�� *+$!,� � ��� � 4���� � ������ ������ �� � ���

�#����� � �# � � � ��� ����� �� ��� ���� � �����������

5�6- +��"� ������ � ����� ������ ��� "����� "# ��3

�#"� � 7�� � � ��� ��"� ����� ��� �� ���� "� ��

�������# "��� � ����- ������� ����� � � �

*+!,� ������ �� 3$%�8�%�+� ������ �� � ��� �#����� � �#

5$�36- ������� ����� � � � *+!,� � ����� �

�4������� "# ��� ���� �� �9��� �:

$�+!�� � �+� � %+!$ � &+$!. *�-�,

����� % � $& � � ��� +� � ������� ��"� 5.6- ;��� <

� � � ��#��� ������"� ��� ��"� � ��� �����

���� ��� �� ���� �� ��� ����� � � �������������� "#

��� ��"��9���� ���� �� � +!$ ���=� +$!. 5.� 6� �������

����� ���� � � ������ ���� �� "��� ������� 7�� �

���� �-

!��� �� ��� �� ���� � �� ����� �� "# ����� �� ��" ���

������������ ������� ����� � ��� ������� � ���� �

����#��� ��� �� �! 58�>6� )�! � �! ��� ?�!8 5'6 � � ��

��� �������� �� �������� � ������ *����� �� ���<

���& +"!, � �� � ��"� ������ ��� �� ��� ��� ��� �

������ �#- ��� "�� ������ "������ ��� �� ��� ��"� �

����� �� ��� ��� ������ � �� ��� �� ����� 5@��%6-

���� � �� � �� ��� �� ������ *$ � " � , ��������#

���� ��� ����� ��������� ��� ��� < � "��� "������

��"� ��� ��� �� ����- ?� ��� ���� ����� ������

� �� ���� ��� �� ������ *" � , ������ � ���� �����

��������� ��� "�� �� "������ ��"� ������ ��� ��� �� �

������ ���# � -

���� �� � ��� ������� ����� � � � +"! ����

��� �� �� ��� ���� ��� ������ � �"�� ��� ��� ��

"�� "������ ��"� ��� ��� �� ���� � ��� ������-

A���B �� �� ��- ������� ������� ����#��� � ��� ��< ����<

������ ��"� C"��� � �� 3�� ����� ��������� 5��6- �������

����� � � � ��� ������ ������ �� �%%�� %�+������� �� � ��� �#����� � �# � ��� ��� ����� ���- 2����

�� ��- ����� ����� ��� ������� ���" � �# � ��� ��< �����<

����� ��"� C"��� ��� �� ��� ��� $�� ����� ��������� 5�$6-

�� ����� ���� "������ � ��� ����� � � � ���

������ "# ����� � � ������� �� ���� �� ��� ����#

*;�+, � � ����� ���������� ��� C���� �������� ��

$%%�3%%�+� ��� ��� ����� �4����� �� �"�� 3%%�+-��� ��� ����� ����� ������ � ���� � � ���� ������� ���

C����# � ����� ��- �� ����� ���� ��� � ����� � �

����� �� ��� ������ � �� � ��� �� ���� ��

�������� ��� ��� ����� �� ������ �� ���� ��� � � �� ���

��� ���� ����� �� � ��� �����"� �����- )���#��� � ���

������ ������ ��� �������# � ���� � ���� ��� �

���� � ����� ��-

D� ���� ������� � ��� ������� ����� � � ������

� +"! � �� � ��� ����� �������� ���� �� ������ ������

��� ���� �� � ��� ����� ���� 5�36- �� ��� ������� ����#�

E����� � !��� �� +��� ���# ��% *$%%�, 3��38

� +������� �� �����- ���-: �>�<@ <@ 3< >$$& ��4: �>�<@ <@ 3< '%8-

������ � ����: ��� ����F�����#-�#�<�-�-B� *�- ��� ����,-

%%$$<��3'=%�=G � ��� ���� ������ � $%%� /���� �� � ��� 0-1- )�� � ���� ��������-

H��: � % % $ $ < � � 3 ' * % � , % % 3 ' @ < '

Page 2: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

� ���� � ��� ���� � ��� ���� ����� � � ����� �

+"! ���� �� ��"��9���� ���� �� � ��� ������ ������

"���� � ��� ������� "�� ��� ��� ��� �������

"������ ��-

� ������� �� ���������

2���� �� ��� ��� �������� �� ��� ������� ����# ��� �

���� � �! *���� ���� �% ��-I,� ��� � ��� � �� "� ��

����������� "# ��� ������ +"!*�!,� �����

$�.% � " � $�8� ��� � � %�$%- ���# ��� ��� ��� ����� �<

������ ��� ��� � ������� "���� �� ��� ������ ���# ��� ����

� �� � ��� � � �����- ���# � �� "� �4������� "# J+$- !K

� ��� ���� �� � ���� �-

'( ( )��� ��� ���������

��� �� ��� ����� � +$- ! "# ��� ���� ���������� �

����� �� C4�� ������������ �� $% � ��� ���� � ! �- �-

��� ����� � � � +$- ! ������ ����# "��� . %�+���� ����� ���# �"�� . %�+ � ������ � � �� ��� ��� �

.@I-

L�; �������� � +$- ! ��� ��� ��� ���� ����� ��� ����� ���

���� �� ��� ���� � ! �- $- +$- ! �� �������� *), ��������

� ��� ����� �������� � �� * � 8�3%� �%$ �� ���

� � $�.@� �%$ �� "���� � � ��4����� ���� �- * �����

��� �������� � �>.� �%$ �� "# ��� ���� �� �� $ %�+ �

����� �� � ��# *0,� �� �� ��� ��� ����� �������� ���

��������� � ���� ���� �� ��� �<���� � ���������- �� �

�� ����� ���� "�� ��� ������� � �! ������� 5�.6 ���

��� ������������� � ��� �� ���� � ��� ����� �� ������ ��

���� ��� ������� � ��� * �����- ?��# ��� "��� �����

��� "�� � ��4����� ����� �� ��� ���� � ��� ������� + ��

��� ������ ���� �� %%�+ � ����� �� $ ��#�� ������� �� �

����� �� �� �� ��� �� ��-% ��-I � ��� ��- ��� � �����

"������ ��"� ������ � �� � ����� �� � 3� $� �%$ ���

"� �� ������ ���� ���� � ��� � � ��� ����� ��

*3�3>� �%$ ��,- H���� � �%� � ����� �� "������ ��

.$�..� ��� � "��� � ������ �� ��� �<���� � ���������-

+ �� LH� ������ � ��� ����� ������� ��� ���� � ! �- 3-

�� ����� ��� "�� � ��"� � �� ��� � ���� "�� �� � ��

��� �� ���� ��� ���� �� $>>-��. ��� $> -3�8 �1� �����<

� ���#� � ��� ������ ) ��� 0- ��� ��� � ��� ���� � ���

����� � ���� � ��� ������ �������� "# ��� ���� ��������� ��

$ %�+� ������� �� ���� ��� ������ � +$- ! ���� ���# ���<

����- �� ��� C��� ����� � ��� ����� � �� ��# ��� ����

� ��"� � ��� ����� �� ��� "������ �� $>.-3 �1 �� ���

������ +-

! �- �- ;�������� � �� ��� ��� � ��� ������� � ����������� �� �� �

+$- ! ��� ���� �� $% �-

! �- $- L�; �������� � ����� �� ���� ���- *), +$- ! �� ��������- )����

���� � ����� �� *0, $ %�+ �� � ��#� *+, %%�+ �� $ ��#�-

! �- 3- + �� LH� ������ � ����� �� ���� ���- *), +$- ! �� ��������- )����

���� � ����� �� *0, $ %�+ �� � ��#� *+, %%�+ �� $ ��#�-

3$ &( ��� �� ��( + !����� ������� ,-������� � .'�� / 0 10�

Page 3: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

��� ����� � ��"� ��� ��� �� ���� "# ��� ���<

�� � � � +$- ! *�+ ��� �! =�� ��� � �� +$- !, ����

��� ����� "# ���� ����# ��� ��������� ����#� � � ���

��� ���� ����� ��� "���� � ��� ���� �� �9��� ��:

�! � �

�'� #! �%% �#

�%%� #

!

� �� 2%

�%%*$-�,

�+ � �

�$�%�� #+ �%% �#

�%%� #

+

� �� 2%

�%%*$-$,

����� #��! � ��� ���� �� ����� "���� *�����, ��� ����

��������� *��-I,& #��+ ��� ��"� ����� "���� *�����, ���

���� ��������� *��-I,& �# ��� �� ��� ��� "# ��� ����

��������� *I,� ��� 2% � ��� ������ �� ��� � ����� ��

���� �� *+"!*�!,�, "���� ��� ���� ���������-

��� ����� � "������ �+ ��� �! � ���� � ! �- .- ���

���� � ��� ���� ���!���+� ���������� ��� !=+ ���

��� � ��� ������ ������ ��� �� ��� ��� ������ �� �

�������� �� ��� ����� � � ������- ��� ����� ����

���� �� �� ��� ��� � ��� ����� � � �������� ���� ���

�� ���# ����� �� �� � ����� ��� � ����������� ������� �

������� ���� � �����"� � �� ��� !=+ ��� ��� � �

�� � ����- )� ��� "�� �� �� � ��� ����� � �

*�+ � %�� ,� ��� � ��� ������� ��� ��� �� ���� ���<

� ����# ���� � �� ��� ���� � �� ����� �� ��� �� � � ��

������ �������������� �� ��# +!.- �� � ���� �

"���� ���� � ���# � �� �� ��� ����� � � �������

��� ��� ���� �� � ��� �� ���# ����� "# ���������� �� ��#

�� � ��� ����� ����� �� � � �� "� � ������ � ���

��� � $-3-

'('( 3����� �� ����

2����� ������ ����� "# ��� ����� � � � +$- !

���� ����#7�� "# �� �������#- ��� ������ � ��� �����

������ ��� +$- ! "��� 3%%�+ ��� ���� � ! �- - ?��#

��� �"���� � "��� � �! �� 3@%%�.$%% �� � "������

"�� ��� � ���� �� �%$> �� ��� "�� � ���� ��� �� � !. � ��� ������ ) ��� 0- �! ��� ��� � +$- ! ��� �����

�������# �� � ����� "# ������ � �� $%%�+ �� � ��#� ���

�� ������ ��# ��� "# ��� ��"��9���� ���� �� �� 3%%�+*������� +,- �� � ������ ���� ����� �� ��� ��� "# ���

���� ��������� "��� 3%%�+ � �� ��# ����� "# ��� �������

� �! ������� � ��� ������ ��� � ��� ����� �� ������ ��

� +$- !- ?� ��� ���� ����� �� ��� ��� "������ �"��

3%%�+ � ��� � ��� ����� � � �����"� �����- ���

������ � ��� ����� "�� ��� �� �� +$- ! ��� ���� �� ���

�"�� .%%�+ ��� ���� � ! �- 8*�,- ?��# ��� ����� ��� "��

! �- .- ����� � "������ ��� ������ � ��"� ��� ���� �� �������� ��

��� ������ ��� �� "# ��� ����� � � � +$- ! �� �"�� .%%�+-

! �- - �� ������ � ��� ����� "�� ��� �� �� +$- ! ��� ���� �� *), �%%�+�*0, $%%�+� *+, 3%%�+-

! �- 8- �� ������ � ��� ������ ������ "# ��� ������� ����� � � �

+$- ! *�, ��� *+!,� *",- 2���� ���� "�� ��� �� �� +$- ! ��� ���� �� *;,

.%%�+� */, *�� �������, ��� *!, *�������,: %%�+- 2���� ���� �������

�� �� *+!,� ��� ���� �� *2, .%%�+� *�, %%�+-

&( ��� �� ��( + !����� ������� ,-������� � .'�� / 0 10� 33

Page 4: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

� +?!$ ��� ���� � ��� ������� ;- ��� 4#��� �����

�� ��� ����� � � +?!$ ���� � "� ��� ����� 4 ��� � ���

����� ����- ��� �������� � ��� � �� ��� ������� "# �"��

� H� �� �� +$- ! ��� ���� �� %%�+� �� �� �� ���� ��� �

��� ������ ����� ���� �� ������"�� � ��� M<��"�- �� �

��� � ���� C�� � "� +!. ��� ��� ���� �� �$>� �� � ���

������� /- ?� ��� ���� ����� +$!8 ��� ��� �� ����

��� �� � ��� ����� ������� � ��� M<��"� �� � 9� � � �����

����������� *������� !,- )������ ��� ����� ���� ��

�%%%��.%% �� � �� � ������� ��� �� ��� "�� ����<

" �����#� ���# ��� ������� � "� ���� � � �� ���<

��"��-

!���� � � +?!$ �������� ���� ��� ���� �� ���<

��"� ����� ��� ������ "# ��� ����� � � � +$- ! ��

�"�� 3%%�+- ��� ������� ���� ���� �� "� � ����#

������"�� "# ��� ����� �������� � ��� ������� ����#�

��� � ���# � ���� ���� ����# � ��� ��� ���"�� ������

��� �� +?!$ ��� �������������- 0# ��� ����� � � �

*+!,� � �� � ����# ��"� ��� � "��� � � ��� ��

���� �+!$+!$� ���� � ��� �# ����� � "� ������ �� +!$��� +$!. 5.6- +$!. � ������� �� �� � ��� �� ����

������ ������ �� ���� �� +?!$ ��� +$!8 ���� ���� �

"� ����� "# ��� ��"��9���� ���� �� � +!$ � +$!. 5.6� ��

���� � ! �- 8*",- ?� ��� ���� ����� ��# �"�� .%I �

��"� ���� � +$- ! ��� "��� � �� ��� �� ����� �����<

��� �+!$+!$� ���� � ���� � ���# � "� ����� � ���

����� � � ����� � +$- ! ���� � ��� ��� � *+!,�-

)�����#� ������"�� ����� � +$!. � �� "�� ��� "# ���

����� � � � +$- ! ������� � � ��� �# ������"�� ��

� 9� � � ����� �����������- ����� ������� ���� +$!. ���

���� �����"�� � �� � ���� ������� �� ���� ��� ��

��� �� ���� ��� �� � ����# ������ "# ��� ����� � �

� +$- !- (���� +!$ � ��� �� ��"�� ��� ���� ��

��� ������� ��� ��� ��- ��� ����� � � ��� ��� ��

������ ���� ���# 5����$6 � ��� C��� ���� � ��� ���<

�� � � � �� �������� "# ��� ������� "�� ��� � ���

������� ����#- �� ����� ��� ������"�� ���� �����"�

��� �� � "� ������ ��� ����� �� ��� ��� ��� ����� "#

��� ������������� � ��� �� ���� ��# � ��� ����� ��

������ �� ������ "# ��� +�+ "�� ������� � ��� ����� ��

��#��- !������ ����# �� ��# � ��� ��������� � ��� ��� ����

����� ��� � �������# � ���� �� � ����� ��-

'(0( ������� � �-� ������ #���

H����� ����� � ��� ����� ���� "# ��� ����� � �

� +$- ! �� %%�+ ���� �������� ��� ����#7�� "# ����� �

LH� ��� ����� �������#- ��� ������ � � ��� ����� )

*���� �� %%�+ � ��� ����� ��� �� ��� ����� � �, ���

����� � �� � ����# "���<"��� C�� �� �� ���� � ����� 0

*���� �� $ �+, ������ �������� � ���������- + �� ��� !

�� LH� ������ � ��� ������� � ��� ������ ��� ���� �

! �- @*�, ��� *",� ������ ���#- !��� �� ��� �� ������� ���

��# � ���� � ��"� ��� "������ �� $>.-@ �1 � + ��

������� � ��� ������ � ����� )- �� � ���� � ���

������� ���� ���� � ���� ��� �� ��"� ���� "������

� ��� ������ � � � ��� � ��� �����- ?� ��� ���� ����� �

����� ���� � ��� �� �������# "��� � ��"� ���

"������ �� 8>>-' �1 � ! �� ������� � ����� 0- H����

� ��"� � +!� +!$ ��� +!3 ����� ���� ���� �� $>'-8�

$'�-8 ��� $'3-. �1 � + �� ������� � ��� ������ � ��� � �

� � ���� � ��"� ��"��� � ��� �� �� $>.-@ �1- �����

������ � ��� ������� � ��� ������ ��� ���� � ! �- >-

��� ����� ������� �� � �� ��� ���� �� �3%%�

�8%% �� � ��� ������� � ��� ������ � ����� ) ���

��� "�� � ��� ���� ��� ��"��- ?� ��� ���� ����� � ����

���� ��� "������ �� ����� ��%% �� �� ����� 0� ���<

���� �� ��� �4 ����� � +�! "��� � ��� ���� �- �� �

������ ���� ����� ) � ����� � �� ��"� C�� �� �� ���

! �- @- ! �� ��� + �� LH� ������ � ��� ���� �� ����� � ��� � ���

��"������� ���� �� *), %%�+� *0, $ �+ ��� �� ��� ����� � � � +$- !-

! �- >- ����� ������ � ��� ���� �� ����� � ��� � ��� ��"������� ����

�� *), %%�+� *0, $ �+ ��� �� ��� ����� � � � +$- !-

3. &( ��� �� ��( + !����� ������� ,-������� � .'�� / 0 10�

Page 5: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

���� � � ����� 0 ��� �� ��� �� ���� �������# "���

� ��"� ����-

�� ������ "�� ��� �� �� +$- ! ��� ���� �� %%�+ � ���

�� ����� ��� ��� ���� � ! �- '- ��� ���� ����� ����

"������ �� ��%%��.%% ��� � ��� � � � ���� ��

�$>� �� ��� "�� � ������ +!. *������� �,- )"��<

"��� �� ����� �$�%� �$ % ��� �33 �� ������� � ��

���� �� � �� *������ "��,- ����� ����� ��� �� �� "������

� ���� ������ �� ��� � ����� � �� ���� ����� ��� ���<

�� � � � +$- ! � ������� ����� ������ �� �� ��� ����

� +!. � ��������� *������� �,- ����� ����� ��� ��� "�� �

��� ���� �� ��� �� � ��� � ���� � ��� ��� �� ���

����� � � ������- ��� +�! ������ "��� � ���<

��"�� ��������# ���� �� � "��� � "���� � ��� ����� �

'%%��3%% �� 5� 6- �� ��� "��� ������� ���� ��#�����<

������#���� *H�!/, ��� ����� ����� �� � "��� ��� ����

�� ����� �� � �$�% ��� �$.%��$ . �� 5�86- � � ���

������ � ���� � H�!/K� ���� "��� "������ "# �� ����<

� � �"���� � �������# �� �����"� ��#��� C���

����� � � � � ��"������� "# ��� ���� �� � ������ +!$5�@6- ��� ����� ���� � ��� ������ ��� ��� ������� ���

�4 ����� � �����"� ����� ��� �� +!$ � ��� ���� ��

� ��� � ���� � ��� �� ����� ���-

�� � �� ����� ���� �������� � ��� ���� �� � ������

�"�� ��� ��� ������ ��� �� ������ "# ��� ����� � �

� +$- !� ��"�"�# +!$ �� � ������ � ��� ��� � $-$-

H�#��� 7�� � � ��� ����� ��� � � �� ��� �����"�

C��� � ��� ����� ���� �� �� ������������� �� ���� �� �

��� � ��� ����� 0 ��� ��� � ���� � ��� �� ����� ���- ?�

��� ���� ����� ��� ���� � � � ��"� "������ � ���

����� ) �������� ��� � ������ ��� � � ��� ����� � ���

����� ���� �� � �� ������������ "# �� � "�� ��� �����

��� �� ������������� ��� ��� �� �� � ��"� ��� � ���<

�������# �����-

� �����������

������� "���� � ��� ���� �� � +$- ! � �� � ��� �����

�������� � �����- �! ������� ���� � �� � +$- ! ���

�������� "��� 3%%�+ � ������ � ��� ������� � *- �������

����� � � � +$- ! ����� ���# ������ �"�� . %�+-��� � ����� "������ ��"� ������ � ��� ��� ���� ����� ��

����� ��� ����� � � � ������ ���� ���� � ��� � � ���

����� �� "# �. ��- ���� �� �����"� ������ �� � �<

����� � �� � � �� ����� � "� +!$� ��� ������ "# ���

����� � � � +$- !- ��� � ��� ����� ���� ����#

���� � �� ��� ���� � �� ����� �� ��� �� � � �� +!. ���-

; ������ ��� � � ��� �� ���# ����� ��� �� � ��

������������ � ��� ������ ������������� ��� �� ��

� ��"�� �� �� ��#��� 7�� � � ��� �� ���# ����� �� ��

����������� � ��� ��� ���� �� � �����"� � ��� �����

����-

� ������������

4( ( 5��������� ,'(��

+$- ! ��� �������� "# ��� ���� � � �H<� ����� ��

����� *M� � +��" ��� ������� ���� �� � ������

�� �%$ ��� ��� �# ''-.I, ��� ��� �� ��� *;� � � �����<

�� ��� ��� �# ''-@I, � ��� ������� � � 9� � )�! *;� � �

������� ��� ��� �# '>I, �� ��" ��� ������������ � ��� ����

������ �� ���� ���# ������� 5@6- �! ��� �4��� ��� ��

��� ���� ������ "# ���� �� ������ � ��� �� ���� �����

��� ���� �-

4('( 6��� ���������� ,'(��

) (��� ����� ��"� ��� ���� �� � �����- H� � � ���

�4��� ������ ��� ���� ���� � ��� ��"� ��� ��� ����� � ��

� �%. H� � ��� �� ��� �� 3%%�+ �� � ��#- ) � ��� "��

������ � �� %��%% �� � +$- ! ��� ����� � ��� �����

������ � ��� ����� � �� �� ���� � �M�<3�8 ��"��

��� B ���� �� ������ ���# ���� � ! �- �%- ������� ����

���� �������� �� C4�� ������������ "������ % ��� %�+"# �� ����� ������- ��� ������ ������ ������ � ��

!/H M<��"� ��� "# � 9� � � ����� ���� ������� ��

�� �� ��� ��� � �� )�+� � ����- *+!,� *;� � � ������� ���

+=! � ��% , ��� ��� ������ � ��� ���� ������ ���� "��

�"�� � ���� � ���� ��� ������ ������ "# ���

����� � �-

H����� ����� � ��� ����� ���� "# ��� ����� � �

� +$- ! ���� ������� �� �����& ���� � ��� ������ *) ���

0, ���� ����� � ��� ����� �� ��"������� � ���� ���

������ ���� � � ����- H���� ) ��� ����� "# ��� � ��

! �- '- �� ������ "�� ��� ��� �� ��� ����� � � � +$- ! �� %%�+ �

��� �� ����� ���- *�, 0�� �� �� � ��� ����� � �- )���� ��� ���� ��

� ��� � *", �� ���� *, $ �� *�, . �� *�, ����� ��� ����� � � �������-

&( ��� �� ��( + !����� ������� ,-������� � .'�� / 0 10� 3

Page 6: Thermal decomposition of 1st stage fluorine–graphite intercalation compounds

� +$- ! ��� ������ �� %%�+ ������� �� $ ��#�� �� �� �����

0 ��� ����� ���� ��� B �� � ��� � �� �� ��" ��� �������<

����- )� �� ����� ��� �� ���� � � �M�<3�8 "�# ���

)�+� � ���� ��� ���� � ���� � "�� � �� ������ � ���

���� �� *! �- ��,- H� � � ��� �4��� ������ ��� ���� ���� �

��� ��� ��� ��� ����� � �� � �%. H� � ��� �� ��� ��

��" ��� ����������� �� � ��#- )"�� % �� � +$- ! � �

� ��� "�� ��� ����� � ��� ���- ��� "�# � ��� ��� ���

������ �� %%�+ "# �� ����� ������� � �� "�� ����� �

��� ��� "� �� ��� "# � � � "� ���� "��� $%%�+- ��� �� �� � ��� ��� ��� �� �����# �������� "# � ����#

���� ��� �� ��� �4��� ����-

4(0( 7������� �-� ��������� �� ����

L<��# � ����� � *L�;, �������� � ����� �� ��� ���

���� "�� ��� "# � � ��������� �� �� A <C������ +� N���� �� � *E/?O� E;L<>%3%,- ��� �� ��� ����� ��� �4��<

��� "# ���� ����# � �� ����<������ ���� "4 �� ���

������ ����� ��� ���� ���������- /�������� ����#� � �

�#������ ��"� ��� ��� �� ���� �������� �� ���

O�"����# �� ?���� /�������� ( �����#� � � N#�

M� ���� �#- �� ������ � ��� ������ ������ ���� "�� ���

"# 0�?<�); !��<� - ����� ������ ���� "�� ��� "# �

0�?<�); !��<�@ + ���������� �� �� A�:�)2 �����

*'%% �D,- ��� L<��# ��������� �������# *LH�,

����������� ��� �������� "# �� ���7� /�+)<3$%%<%�-

�������� �������

��� ������ ���� � �� � ����� H��- )- �������� ��

� � �����"�� ��� ��- �� � ��� ��� C��� ���# ��������

"# � 2����< �<) � �� � ��� C ������� *�- ��8 %>8%,

��� ( � ���# � /���� �� +������� ������ � ��� ���

������#-

����������

5�6 �- N ��� A- D�����"�� �- !�B � E- )�- +���- �- �%� *�'@', 3>3$�

3>.�-

5$6 A- D�����"�� )- �� "�#�� N�# N����� P���� @� *@, *�'8>, '83�

'8@ * � E�������,-

536 (- ������ ��� A- D�����"�� A ��� N����� N� �� 3 *�'@ , .3$�

.38 * � E�������,-

5.6 A- D�����"�� �- N#���� �- ���� 0���- +���- �- E��- 3 *�'>%,

$@3��[email protected]

5 6 0- )�� ���� 1-)- )�� ���� E- +���- �- *�' @, $%>8�$%'.-

586 D- ��Q����� 2- ��Q����� +���- 0��- >% * , *�'.@, .�@�.$3-

5@6 �- (������ A- 0�������� E- +���- �-� +���- +����- *�'>3, �%3�

�% -

5>6 �- ��� ����� (- O������ A- 0�������� E- +���- �-� +���- +����-

*�'>', @3� @.-

5'6 �- H������ ;- ;�� ��� �- ��� �� E- +���- �-� +���- +����-

*�'>3, 8 @�8 >-

5�%6 �- A���B ��� �#����� �� ��������� ��� ��#� ��� �� ������ �� �

���� �������� �� �������� � ������� �: �- A���B �� */�-,�

!��� ���+��"� ��� !��� ���+��"� (���� ���� +��� ���#� H�#<

� �� ��� )��� �� ��� (���� ;������ A�� ���� �'' � ��- ��3�-

5��6 �- A���B ��� A- D�����"�� �- N������ (- /��� +��"� $. *3,

*�'>8, 3.3�3 �-

5�$6 1- 2����� �-0- (������ ?-H- 0���� )- ��������� �- !����� �� �#���-

(��- @3 *�'' , 8'�@ -

5�36 �- ���� �- ��� ����� �- ��� +��"� 3' *8, *$%%�, ' .�' 8-

5�.6 �- ��������� (- N������ � (- O������ A- 0�������� E- +���- �-�

+���- +����- *�'>@, �.3���.3$-

5� 6 N- A������ �������� ��� ����� ������ � ����� ���

�� ��� � ������� ����# ��� )��� �� �� � ������

+��� ���#� H��� )� �� /� � �� D ��#<������ ���� A�� ���� �''@�

�- 3 >-

5�86 H- )����� D- (���7��� O-O- N������� 2- )�� � D-H- (N����� E-

1�- � - �����- ) �. *�, *�''8, ' ��%3-

5�@6 (- ���#�� � (- ��� (- �� � �- 2�� (- � �������� E- 1�- � -

�����- ) �8 *�, *�''>, $33�$3>-

! �- �%- ������ � ����� � ��������� �� ��� ���� ���������� � +$- !-

*�, (��� ��"�� *", ����� ������� *, ���������� *�, M<��"�� *�,

H ��� ������ *�, �� ��� ���� *) ��� 0, � ��� ��"�������� *+, +$- ! � �

� ��� "��-

! �- ��- ������ � ����� � ��� �� ����� ���-

38 &( ��� �� ��( + !����� ������� ,-������� � .'�� / 0 10�