Chemiese oksidasie -metode is 'n tradisionele metode vir die voorbereiding van uitbreidbare grafiet. In hierdie metode word natuurlike vlokgrafiet gemeng met toepaslike oksidant- en interkalerende middel, wat op 'n sekere temperatuur beheer word, voortdurend geroer en gewas, gefiltreer en gedroog om uitbreidbare grafiet te verkry. Chemiese oksidasie -metode het 'n relatiewe volwasse metode in die industrie geword met die voordele van eenvoudige toerusting, maklike werking en lae koste.
Die prosesstappe van chemiese oksidasie sluit in oksidasie en interkalasie. Die oksidasie van grafiet is die basiese toestand vir die vorming van uitbreidbare grafiet, want of die interkalasie -reaksie glad kan verloop, hang af van die mate van opening tussen die grafietlae. En natuurlike grafiet by kamertemperatuur het uitstekende stabiliteit en die suurweerstand, dus het dit nie 'n noodsaaklike sleutel- en Alkali nie; Chemiese oksidasie.
Daar is baie soorte oksidante, gewoonlik gebruikte oksidante is soliede oksidante (soos kaliumpermanganaat, kaliumdichromaat, chroomtrioksied, kaliumchloraat, ens.), Kan ook 'n oksiderende vloeibare oksidante wees (soos waterstofperoksied, stikstofsuur, ens.). Die afgelope paar jaar word gevind dat kaliumpermanganaat die belangrikste oksidant is wat gebruik word om uitbreidbare grafiet te berei.
Onder die werking van die oksideermiddel word grafiet geoksideer en die neutrale netwerkmakromolekules in die grafietlaag word plat makromolekules met positiewe lading. As gevolg van die afstootlike effek van dieselfde positiewe lading, neem die afstand tussen die grafietlae toe, wat 'n kanaal en ruimte bied vir die interkalator om die grafietlaag glad te betree. In die voorbereidingsproses van uitbreidbare grafiet is die interkalerende middel hoofsaaklik suur. In onlangse jare gebruik navorsers hoofsaaklik swaelsuur, salpetersuur, fosforsuur, perchloorsuur, gemengde suur en gletsersuur.
Elektrochemiese metode is in 'n konstante stroom, met die waterige oplossing van die insetsel as die elektroliet-, grafiet- en metaalmateriaal (vlekvrye staalmateriaal, platinumplaat, loodplaat, titaniumplaat, ens.) 'N saamgestelde anode vorm, metaalmateriaal in die elektroliet as katode gevorm word; Of die grafiet wat in die elektroliet opgeskort is, in die elektroliet terselfdertyd in die negatiewe en positiewe plaat geplaas word, deur die twee elektrodes is 'n energieke metode, anodiese oksidasie. Die oppervlak van grafiet word tot koolsidasie geoksideer. Terselfdertyd, onder die gekombineerde werking van elektrostatiese aantrekkingskrag en konsentrasieverskildiffusie, word suurione of ander pool -interkalante ione tussen die grafietlae ingebed om uitgebreide grafiet te vorm.
In vergelyking met die chemiese oksidasie -metode, is die elektrochemiese metode vir die voorbereiding van uitgestrekte grafiet in die hele proses sonder die gebruik van oksidant, die behandelingshoeveelheid is groot, die oorblywende hoeveelheid korrosiewe stowwe is klein, die elektroliet kan herwin word nadat die reaksie verminder word. Elektrochemiese metode het geleidelik die voorkeurmetode geword vir die voorbereiding van uitbreidbare grafiete deur baie ondernemings met baie voordele.
Die gasfase-diffusiemetode is om uitbreidbare grafiet te produseer deur die interkalator met grafiet in gasvormige vorm en interkalerende reaksie te kontak. Generaal is die grafiet en die insetsel aan beide ente van die hitteweerstandige glasreaktor geplaas, en die vakuum word gepomp en verseël, so dit is ook bekend as die tweeskam-metode. industrie.
Voordele: Die struktuur en volgorde van die reaktor kan beheer word, en die reaktante en produkte kan maklik geskei word.
Nadele: Die reaksietoestel is meer ingewikkeld, die werking is moeiliker, dus is die uitset beperk, en die reaksie wat onder hoë temperatuuromstandighede uitgevoer moet word, die tyd is langer, en die reaksietoestande is baie hoog, die voorbereidingsomgewing moet vakuum wees, dus die produksiekoste is relatief hoog, nie geskik vir grootskaalse produksie-toepassings nie.
Die gemengde vloeistoffase -metode is om die ingevoegde materiaal direk met grafiet te meng, onder die beskerming van die mobiliteit van inerte gas of seëlstelsel vir verwarmingsreaksie om uitbreidbare grafiet voor te berei. Dit word gereeld gebruik vir die sintese van alkali-metaalgrafiet-interlaminêre verbindings (GICS).
Voordele: Die reaksieproses is eenvoudig, die reaksiesnelheid is vinnig deur die verhouding van grafiet -grondstowwe en insetsels te verander, kan 'n sekere struktuur en samestelling van uitbreidbare grafiet bereik, wat meer geskik is vir massaproduksie.
Nadele: die gevormde produk is onstabiel, dit is moeilik om die gratis ingevoegde stof aan die oppervlak van GIC's te hanteer, en dit is moeilik om die konsekwentheid van grafiet -interlamellêre verbindings te verseker wanneer 'n groot aantal sintese.
Die smeltmetode is om grafiet met interkalerende materiaal en hitte te meng om uitbreidbare grafiet voor te berei. Dit is gebaseer op die feit dat eutektiese komponente die smeltpunt van die stelsel kan verlaag (onder die smeltpunt van elke komponent), dit is 'n metode vir die voorbereiding van ternêre of multikomponent GIC's deur twee of meer stowwe in te voeg (wat die soutstelsel tussen grafiek kan vorm) Voorbereiding van metaalchloriede - GIC's.
Voordele: Die sinteseproduk het goeie stabiliteit, maklik om te was, eenvoudige reaksietoestel, lae reaksietemperatuur, kort tyd, geskik vir grootskaalse produksie.
Nadele: dit is moeilik om die orde -struktuur en samestelling van die produk in die reaksieproses te beheer, en dit is moeilik om die konsekwentheid van die orde struktuur en samestelling van die produk in massasintese te verseker.
Die onderdrukmetode is om grafietmatriks met alkaliese aardmetaal en seldsame aardmetaalpoeier te meng en te reageer om M-GIC's te produseer onder drukomstandighede.
Nadele: Slegs as die dampdruk van die metaal 'n sekere drempel oorskry, kan die invoegreaksie uitgevoer word; Die temperatuur is egter te hoog, maklik om metaal en grafiet te veroorsaak om karbiede te vorm, negatiewe reaksie, dus moet die reaksietemperatuur in 'n sekere omvang gereguleer word. Die invoegingstemperatuur van seldsame aardmetale is baie hoog, dus moet die druk toegepas word om die reaksietemperatuur te verlaag. Hierdie metode is geskik vir die voorbereiding van metaal-gics met 'n lae smeltpunt, maar die apparaat is bemoeilik en die werking van die werking is streng, so dit word nou gebruik.
Ontploffingsmetode gebruik in die algemeen grafiet- en uitbreidingsmiddel soos KCLO4, MG (CLO4) 2 · NH2O, Zn (No3) 2 · NH2O pyropyros of mengsels wat voorberei is, wanneer dit verhit word, sal grafiet gelyktydig oksidasie en interkalasie -reaksiekambiumverbinding wees, wat dan op 'n "eksplosionion" -wyse uitgebrei word. Die produk is meer ingewikkeld, wat nie net grafiet uitgebrei het nie, maar ook metaal.
