طريقة الأكسدة الكيميائية هي طريقة تقليدية لإعداد الجرافيت القابل للتوسيع. في هذه الطريقة ، يتم خلط الجرافيت الطبيعي مع العامل المؤكسد والعامل المناسبين ، ويتم التحكم فيه في درجة حرارة معينة ، ويتم تقلبه باستمرار وغسله وترشيحه وتجفيفه للحصول على الجرافيت القابل للتوسيع. أصبحت طريقة الأكسدة الكيميائية طريقة ناضجة نسبيًا في الصناعة مع مزايا المعدات البسيطة والتشغيل المريح والتكلفة المنخفضة.
تشمل خطوات عملية الأكسدة الكيميائية الأكسدة والتشويه. أكسدة الجرافيت هي الحالة الأساسية لتشكيل الجرافيت القابل للتوسيع ، لأن ما إذا كان تفاعل التقاطع يمكن أن يمتد بسلاسة يعتمد على درجة الفتح بين طبقات الجرافيت. وبالتالي فإن الجرافيت الطبيعي في درجة حرارة الغرفة لديه ثبات ممتاز ومقاومة قلوية ، لذلك لا يتفاعل مع الحمض والخطية ، فإن إضافة الازدحة في ذلك.
هناك العديد من أنواع المؤكسدات ، والأكسدة المستخدمة عمومًا هي مؤكسدة صلبة (مثل برمنجان البوتاسيوم ، ثنائيات البوتاسيوم ، ثالث أكسيد الكروم ، كلورات البوتاسيوم ، إلخ) ، يمكن أن تكون أيضًا بعض المؤكسدات السائلة المؤكسدة (مثل بيروكسيد الهيدروجين ، حمض النيتريك ، إلخ). وجدت في السنوات الأخيرة أن البرمنغانات البوتاسيوم هو المؤكسد الرئيسي المستخدم في إعداد الجرافيت القابل للتوسيع.
تحت عمل المؤكسد ، يتم أكسدة الجرافيت وتصبح الجزيئات الشباك المحايدة في طبقة الجرافيت الجزيئات المستوية ذات الشحنة الإيجابية. نظرًا للتأثير البغيض في نفس الشحنة الإيجابية ، تزداد المسافة بين طبقات الجرافيت ، والتي توفر قناة ومساحة للالتماس للدخول إلى طبقة الجرافيت بسلاسة. في عملية تحضير الجرافيت القابل للتوسيع ، يكون عامل التقاطع حمضًا بشكل أساسي. في السنوات الأخيرة ، يستخدم الباحثون بشكل أساسي حمض الكبريتيك وحمض النيتريك وحمض الفوسفوريك وحمض البيركلوريك وحمض الخليك المختلط وحمض الأسيتيك الجليدي.
الطريقة الكهروكيميائية في تيار ثابت ، مع المحلول المائي للإدراج حيث تشكل المواد الكهربائية والجرافيت والمواد المعدنية (مادة الفولاذ المقاوم للصدأ ، لوحة البلاتين ، لوحة الرصاص ، لوحة التيتانيوم ، وما إلى ذلك) أنود مركب ، مواد معدنية مدرجة في المنحل بالكهرباء ، وتشكل حلقة مغلقة ؛ أو الجرافيت الذي تم تعليقه في المنحل بالكهرباء ، في المنحل بالكهرباء في نفس الوقت الذي تم إدخاله في اللوحة السلبية والإيجابية ، من خلال الأقطاب الكهربائية هي الأكسدة الأنودية. يتأكسد سطح الجرافيت إلى carbocation. في الوقت نفسه ، في ظل الإجراء المشترك لجذب الجذب الإلكتروستاتيكي واختلاف التركيز ، يتم تضمين أيونات الحمض أو أيونات intercalant القطبية الأخرى بين طبقات الجرافيت لتشكيل الجرافيت القابل للتوسيع.
بالمقارنة مع طريقة الأكسدة الكيميائية ، فإن الطريقة الكهروكيميائية لإعداد الجرافيت القابل للتوسعة في العملية بأكملها دون استخدام المؤكسد ، تكون كمية المعالجة كبيرة ، والكمية المتبقية للمواد المسببة للتآكل صغيرة ، ويتم إعادة تدوير الإلكتروليت ، ويتم إعادة تدوير المعدات بعد أن تم تقليلها إلى حد كبير. أصبحت الطريقة الكهروكيميائية تدريجياً الطريقة المفضلة لإعداد الجرافيت القابل للتوسيع من قبل العديد من المؤسسات مع العديد من المزايا.
تتمثل طريقة انتشار مرحلة الغاز في إنتاج الجرافيت القابل للتوسيع عن طريق الاتصال بالمواصفات بالجرافيت في شكل غازي وتفاعل متداخلة.
المزايا: يمكن التحكم في هيكل وترتيب المفاعل ، ويمكن فصل المواد المتفاعلة والمنتجات بسهولة.
العيوب: جهاز التفاعل أكثر تعقيدًا ، والعملية أكثر صعوبة ، وبالتالي فإن الناتج محدود ، وتفاعل التفاعل في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة ، الوقت أطول ، وظروف التفاعل مرتفعة للغاية ، ويجب أن تكون بيئة التحضير فراغًا ، وبالتالي فإن تكلفة الإنتاج مرتفعة نسبيًا ، غير مناسبة لتطبيقات الإنتاج الكبيرة.
تتمثل طريقة الطور السائل المختلط في مزج المادة المدرجة مباشرة مع الجرافيت ، تحت حماية تنقل الغاز الخامل أو نظام الختم لتفاعل التدفئة لإعداد الجرافيت القابل للتوسيع. ويستخدم عادة لتوليف مركبات interlaminar المعدنية القلوية (GICs).
المزايا: عملية التفاعل بسيطة ، وسرعة التفاعل سريعة ، عن طريق تغيير نسبة المواد الخام الجرافيت ويمكن أن تصل إلى بنية معينة وتكوين الجرافيت القابل للتوسيع ، أكثر ملاءمة للإنتاج الضخم.
العيوب: المنتج الذي تم تشكيله غير مستقر ، من الصعب التعامل مع المادة المجانية المدرجة على سطح GIC ، ومن الصعب ضمان اتساق مركبات الجرافيت interlamellar عندما يكون هناك عدد كبير من التوليف.
تتمثل طريقة الانصهار في خلط الجرافيت مع المواد المتبعة والحرارة لإعداد الجرافيت القابل للتوسيع. القائمة على حقيقة أن المكونات المقلوبة يمكن أن تقلل من نقطة انصهار النظام (أسفل نقطة انصهار كل مكون) ، فهو وسيلة لإعداد نظام GRASITATION أو Multicompon. الكلوريد - GICS.
المزايا: يتمتع منتج التوليف باستقرار جيد ، وسهل الغسيل ، وتفاعل التفاعل البسيط ، ودرجة حرارة التفاعل المنخفض ، ووقت قصير ، ومناسب للإنتاج على نطاق واسع.
العيوب: من الصعب التحكم في بنية الطلب وتكوين المنتج في عملية التفاعل ، ومن الصعب ضمان اتساق بنية الطلب وتكوين المنتج في تخليق الكتلة.
تتمثل الطريقة المضغوطة في مزج مصفوفة الجرافيت مع المعدن الأرضي القلوي ومسحوق المعادن الأرضية النادرة والتفاعل لإنتاج M-GICs في ظل ظروف مضغوطة.
العيوب: فقط عندما يتجاوز ضغط بخار المعدن عتبة معينة ، يمكن تنفيذ رد فعل الإدراج ؛ ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، وسهلة التسبب في تكوين كربيد للمعادن والجرافيت ، وتفاعل سلبي ، لذلك يجب تنظيم درجة حرارة التفاعل في نطاق معين. درجة حرارة الإدراج للمعادن الأرضية النادرة مرتفعة للغاية ، لذلك يجب أن يتم الضغط على الضغط لتقليل درجة حرارة التفاعل.
تستخدم الطريقة المتفجرة عمومًا عامل الجرافيت والتوسيع مثل kclo4 ، mg (clo4) 2 · nh2o ، Zn (no3) 2 · nh2o pyropyros أو الخلائط المعدة ، عندما يتم تسخينه ، فإن الجرافيت سوف يتم توسيعه في وقت واحد من مركب cambium ، الذي يتم توسيعه بعد ذلك ، يتم توسيعه. هو أكثر تعقيدًا ، والذي لم يوسع فقط الجرافيت ، ولكن أيضًا معدن.
