O método de oxidação química é um método tradicional para a preparação de grafite expansível. Neste método, a grafite natural de flocos é misturada com oxidante e agente intercalante apropriados, controlados a uma determinada temperatura, constantemente agitados e lavados, filtrados e secos para obter grafite expansível. O método de oxidação química tornou -se um método relativamente maduro na indústria, com as vantagens de equipamentos simples, operação conveniente e baixo custo.
As etapas do processo de oxidação química incluem oxidação e intercalação. A oxidação da grafite é a condição básica para a formação de grafite expansível, porque se a reação de intercalação pode prosseguir suavemente depende do grau de abertura entre as camadas de grafite e a grafite natural em relação à temperatura ambiente e a resistência a ácido e alcali, portanto, a mais de real não reta -se a acidência e a resistência a alcali, portanto, não se torna acidal e a mais, a que se torna mais a acidência e a resistência a alcali, portanto, não se torna acidor e, portanto, a resistência a alcali, portanto, não se torna acidal e a mais que se torna acidal e a resistência a alcali, portanto, não se torna acidal e a mais que se reequim e a resistência a alcali, a mais, não se torna acidal e a resistência a alcali, portanto, não se reta. oxidação.
Existem muitos tipos de oxidantes, geralmente oxidantes utilizados são oxidantes sólidos (como permanganato de potássio, dicromato de potássio, trióxido de cromo, clorato de potássio etc.), também pode ser alguns oxidantes líquidos oxidantes (como peróxido de hidrogênio, ácido nítrico, etc.). Nos últimos anos, encontra -se que o permanganato de potássio é o principal oxidante usado na preparação de grafite expansível.
Sob a ação do oxidante, a grafite é oxidada e as macromoléculas de rede neutra na camada de grafite se tornam macromoléculas planas com carga positiva. Devido ao efeito repulsivo da mesma carga positiva, a distância entre as camadas de grafite aumenta, o que fornece um canal e um espaço para o intercalador entrar na camada de grafite sem problemas. No processo de preparação de grafite expansível, o agente intercalante é principalmente ácido. Nos últimos anos, os pesquisadores usam principalmente ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido perclórico, ácido misto e ácido acético glacial.
O método eletroquímico está em uma corrente constante, com a solução aquosa da inserção como eletrólito, grafite e materiais de metal (material de aço inoxidável, placa de platina, placa de chumbo, placa de titânio etc.) constituem um ânodo composto, materiais metálicos inseridos no eletrólito como cátodo, formando um loop fechado; Ou a grafite suspensa no eletrólito, no eletrólito, ao mesmo tempo, inserido na placa negativa e positiva, através dos dois eletrodos são o método energizado, oxidação anódica. A superfície da grafite é oxidada em carbocalização. Ao mesmo tempo, sob a ação combinada da atração eletrostática e difusão da diferença de concentração, os íons ácidos ou outros íons intercalantes polares são incorporados entre as camadas de grafite para formar grafite expansível.
Comparado com o método de oxidação química, o método eletroquímico para a preparação de grafite expansível em todo o processo sem o uso do oxidante, a quantidade de tratamento é grande, a quantidade residual de substâncias corrosivas é pequena, a eletrólito pode ser reciclada após a reação, a quantidade de ácido é reduzida e a vida é reduzida, a que a poluição ambiental é reduzida. Gradualmente, torne -se o método preferido para preparar grafite expansível por muitas empresas com muitas vantagens.
The gas-phase diffusion method is to produce expandable graphite by contacting the intercalator with graphite in gaseous form and intercalating reaction.Generally, the graphite and the insert are placed at both ends of the heat-resistant glass reactor, and the vacuum is pumped and sealed, so it is also known as the two-chamber method.This method is often used to synthesize halide -EG and alkali metal -EG in industry.
Vantagens: a estrutura e a ordem do reator podem ser controladas e os reagentes e produtos podem ser facilmente separados.
Desvantagens: O dispositivo de reação é mais complexo, a operação é mais difícil; portanto, a saída é limitada e a reação a ser realizada sob condições de alta temperatura, o tempo é mais longo e as condições de reação são muito altas, o ambiente de preparação deve ser o vácuo; portanto, o custo de produção é relativamente alto, não é suficiente para aplicações de produção em grande escala.
O método de fase líquida mista é misturar diretamente o material inserido com grafite, sob a proteção da mobilidade do sistema de gás inerte ou de vedação para reação de aquecimento para preparar grafite expansível. É comumente usado para a síntese de compostos interlaminares alcalinos-grafitos de metal (GICs).
Vantagens: O processo de reação é simples, a velocidade da reação é rápida, alterando a proporção de matérias -primas e inserções de grafite pode atingir uma certa estrutura e composição de grafite expansível, mais adequadas para a produção em massa.
Desvantagens: O produto formado é instável, é difícil lidar com a substância inserida livre ligada à superfície dos GICs, e é difícil garantir a consistência dos compostos interlamelares de grafite quando um grande número de síntese.
The melting method is to mix graphite with intercalating material and heat to prepare expandable graphite.Based on the fact that eutectic components can lower the melting point of the system (below the melting point of each component), it is a method for the preparation of ternary or multicomponent GICs by inserting two or more substances (which must be able to form a molten salt system) between graphite layers simultaneously.Generally used in the preparation of Cloretos de metal - gics.
Vantagens: o produto de síntese tem boa estabilidade, fácil de lavar, dispositivo de reação simples, baixa temperatura da reação, curto tempo, adequado para produção em larga escala.
Desvantagens: é difícil controlar a estrutura e a composição da ordem do produto no processo de reação e é difícil garantir a consistência da estrutura e a composição do produto na síntese de massa.
O método pressurizado é misturar a matriz de grafite com o metal da terra alcalina e o pó de metal de terras raras e reagir para produzir M-GICs sob condições pressurizadas.
Desvantagens: Somente quando a pressão do vapor do metal excede um certo limiar, a reação de inserção pode ser realizada; No entanto, a temperatura é muito alta, fácil de causar metal e grafite para formar carbonetos, reação negativa; portanto, a temperatura da reação deve ser regulada em uma certa faixa. A temperatura de inserção dos metais de terras raras é muito alta; portanto, a pressão deve ser aplicada para reduzir a temperatura de reação.
Explosive method generally uses graphite and expansion agent such as KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros or mixtures prepared, when it is heated, graphite will simultaneously oxidation and intercalation reaction cambium compound, which is then expanded in an "explosive" way, thus getting expanded graphite.When metal salt is used as expansion Agente, o produto é mais complexo, que não apenas tem grafite expandida, mas também metal.
