Kimyəvi oksidləşmə üsulu genişlənən qrafit hazırlamaq üçün ənənəvi üsuldur. Bu üsulda təbii lopa qrafit müvafiq oksidləşdirici və interkallaşdırıcı maddə ilə qarışdırılır, müəyyən temperaturda idarə olunur, daim qarışdırılır və yuyulur, süzülür və genişlənən qrafit əldə edilir. Kimyəvi oksidləşmə üsulu sadə avadanlıq, rahat işləmə və aşağı qiymət üstünlükləri ilə sənayedə nisbətən yetkin bir üsula çevrilmişdir.
Kimyəvi oksidləşmənin proses mərhələlərinə oksidləşmə və interkalasiya daxildir. Qrafitin oksidləşməsi genişlənən qrafitin əmələ gəlməsinin əsas şərtidir, çünki interkalasiya reaksiyasının rəvan davam edib-etməməsi qrafit təbəqələri arasında açılma dərəcəsindən asılıdır. Otaq temperaturunda təbii qrafit əla sabitliyə və turşuya və qələvi müqavimətinə malikdir, ona görə də oksidləşdirici ilə reaksiya vermir, ona görə də turşu və qələvi əlavə edən kimyəvi komponentə çevrilir. oksidləşmə.
Bir çox oksidləşdiricilər var, ümumiyyətlə istifadə olunan oksidləşdiricilər bərk oksidləşdiricilərdir (məsələn, kalium permanqanat, kalium dikromat, xrom trioksid, kalium xlorat və s.), bəzi oksidləşdirici maye oksidləşdiricilər də ola bilər (məsələn, hidrogen peroksid, azot turşusu və s.). Son illərdə aşkar edilmişdir ki, kalium permanganat genişlənə bilən qrafitin hazırlanmasında istifadə olunan əsas oksidləşdiricidir.
Oksidləşdiricinin təsiri altında qrafit oksidləşir və qrafit təbəqəsindəki neytral şəbəkə makromolekulları müsbət yüklü planar makromolekullara çevrilir. Eyni müsbət yükün itələyici təsirinə görə qrafit təbəqələri arasında məsafə artır, bu da interkalatorun qrafit təbəqəsinə rəvan daxil olması üçün kanal və boşluq yaradır. Genişlənə bilən qrafitin hazırlanması prosesində interkalasiya agenti əsasən turşudur. Son illərdə tədqiqatçılar əsasən sulfat turşusu, azot turşusu, fosfor turşusu, perklor turşusu, qarışıq turşu və buzlu sirkə turşusundan istifadə edirlər.
Elektrokimyəvi üsul daimi cərəyandadır, elektrolit kimi daxiletmənin sulu məhlulu ilə, qrafit və metal materiallar (paslanmayan polad material, platin boşqab, qurğuşun lövhə, titan lövhə və s.) kompozit anod təşkil edir, metal materiallar elektrolitə katod kimi daxil edilir, qapalı dövrə əmələ gətirir; Və ya elektrolitdə dayandırılmış qrafit, elektrolitdə eyni zamanda mənfi və müsbət boşqaba daxil edilir, iki elektrod vasitəsilə anodik oksidləşmə üsulu ilə enerji verilir. Qrafitin səthi oksidləşərək karbokasiyaya çevrilir. Eyni zamanda, elektrostatik cazibə və konsentrasiya fərqi diffuziyasının birləşmiş təsiri altında, turşu ionları və ya digər qütb interkalant ionları genişlənən qrafit yaratmaq üçün qrafit təbəqələri arasında yerləşdirilir.
Kimyəvi oksidləşmə üsulu ilə müqayisədə, oksidləşdirici istifadə etmədən bütün prosesdə genişlənən qrafitin hazırlanması üçün elektrokimyəvi üsul, müalicə miqdarı böyükdür, korroziyaya səbəb olan maddələrin qalıq miqdarı azdır, reaksiyadan sonra elektrolit təkrar emal edilə bilər, turşunun miqdarı azalır, xərclərə qənaət edilir, ətraf mühitin çirklənməsi azalır, avadanlıqların istismar müddəti azalır, son illərdə zədələnir. elektrokimyəvi üsul getdikcə bir çox üstünlükləri olan bir çox müəssisə tərəfindən genişlənən qrafit hazırlamaq üçün üstünlük verilən üsula çevrildi.
Qaz fazalı diffuziya üsulu, interkalatoru qaz şəklində qrafitlə təmasda və interkalasiya reaksiyası ilə genişlənə bilən qrafit istehsal etməkdir. Ümumiyyətlə, qrafit və əlavə istiliyədavamlı şüşə reaktorun hər iki ucunda yerləşdirilir və vakuum pompalanır və möhürlənir, buna görə də tez-tez istifadə olunan iki kameralı qrafit və sintez üsulu kimi tanınır. -EG sənayedə.
Üstünlükləri: reaktorun quruluşu və nizamı idarə oluna bilər, reaksiya verən maddələr və məhsullar asanlıqla ayrıla bilər.
Dezavantajlar: reaksiya cihazı daha mürəkkəbdir, əməliyyat daha çətindir, buna görə çıxış məhduddur və yüksək temperatur şəraitində həyata keçiriləcək reaksiya, vaxt daha uzundur və reaksiya şərtləri çox yüksəkdir, hazırlıq mühiti vakuum olmalıdır, buna görə istehsal dəyəri nisbətən yüksəkdir, geniş miqyaslı istehsal tətbiqləri üçün uyğun deyil.
Qarışıq maye faza üsulu, genişlənən qrafit hazırlamaq üçün inert qazın hərəkətliliyi və ya sızdırmazlıq sisteminin mühafizəsi altında daxil edilmiş materialı birbaşa qrafitlə qarışdırmaqdır. Adətən qələvi metal-qrafit interlaminar birləşmələrinin (GIC) sintezi üçün istifadə olunur.
Üstünlüklər: Reaksiya prosesi sadədir, reaksiya sürəti sürətlidir, qrafit xammalının nisbətini dəyişdirərək və əlavələr kütləvi istehsal üçün daha uyğun olan genişlənən qrafitin müəyyən bir quruluşuna və tərkibinə çata bilər.
Dezavantajları: əmələ gələn məhsul qeyri-sabitdir, GİK-lərin səthinə yapışdırılmış sərbəst daxil edilmiş maddə ilə mübarizə aparmaq çətindir və çox sayda sintez zamanı qrafit interlamelyar birləşmələrin konsistensiyasını təmin etmək çətindir.
Ərimə üsulu genişlənən qrafit hazırlamaq üçün qrafiti interkalasiya edən material və istiliklə qarışdırmaqdır. Evtektik komponentlərin sistemin ərimə nöqtəsini (hər komponentin ərimə nöqtəsindən aşağı) aşağı sala bilməsinə əsaslanaraq, bu, iki və ya daha çox maddənin daxil edilməsi yolu ilə üçlü və ya çoxkomponentli GİK-lərin hazırlanması üçün bir üsuldur (duzlu sistemlər arasında duz təbəqəsi əmələ gətirə bilməlidir). eyni vaxtda.Ümumiyyətlə metal xloridlərin - GİK-lərin hazırlanmasında istifadə olunur.
Üstünlükləri: Sintez məhsulu yaxşı dayanıqlığa, yuyulması asan, sadə reaksiya qurğusuna, aşağı reaksiya temperaturuna, qısa müddətə malikdir, geniş miqyaslı istehsal üçün uyğundur.
Dezavantajları: reaksiya prosesində məhsulun sifariş strukturuna və tərkibinə nəzarət etmək çətindir və kütləvi sintezdə məhsulun sifariş strukturu və tərkibinin ardıcıllığını təmin etmək çətindir.
Təzyiqli üsul qrafit matrisini qələvi torpaq metalı və nadir torpaq metal tozu ilə qarışdırmaq və təzyiq altında M-GICS istehsal etmək üçün reaksiya verməkdir.
Dezavantajları: Yalnız metalın buxar təzyiqi müəyyən bir həddi aşdıqda, daxiletmə reaksiyası həyata keçirilə bilər; Bununla belə, temperatur çox yüksəkdir, metal və qrafitin karbidlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur, mənfi reaksiya verir, buna görə reaksiya temperaturu müəyyən diapazonda tənzimlənməlidir. Nadir torpaq metallarının daxil olma temperaturu çox yüksəkdir, ona görə də reaksiya temperaturunu azaltmaq üçün təzyiq tətbiq edilməlidir.
Partlayıcı üsul ümumiyyətlə qrafitdən və KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros kimi genişlənmə agentindən və ya hazırlanmış qarışıqlardan istifadə edir, qızdırıldıqda qrafit eyni vaxtda oksidləşmə və interkalasiya reaksiyasına girəcək, daha sonra metalin genişlənməsinə səbəb olan duzlu qrafit ",". genişləndirici agent kimi istifadə olunan məhsul daha mürəkkəbdir, yalnız genişlənmiş qrafitə deyil, həm də metala malikdir.
