রাসায়নিক জারণ পদ্ধতি হল প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির একটি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে, প্রাকৃতিক ফ্লেক গ্রাফাইটকে উপযুক্ত অক্সিডেন্ট এবং ইন্টারক্যালেটিং এজেন্টের সাথে মিশ্রিত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নিয়ন্ত্রিত হয়, ক্রমাগত নাড়াচাড়া করা হয় এবং ধুয়ে, ফিল্টার করে শুকিয়ে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরি করা হয়। রাসায়নিক জারণ পদ্ধতি শিল্পে তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে, যার সুবিধা হল সহজ সরঞ্জাম, সুবিধাজনক পরিচালনা এবং কম খরচ।
রাসায়নিক জারণ প্রক্রিয়ার ধাপগুলির মধ্যে রয়েছে জারণ এবং আন্তঃক্যালেশন। গ্রাফাইটের জারণ হল প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট গঠনের মৌলিক শর্ত, কারণ আন্তঃক্যালেশন বিক্রিয়া মসৃণভাবে এগিয়ে যেতে পারে কিনা তা গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে খোলার ডিগ্রির উপর নির্ভর করে। এবং ঘরের তাপমাত্রায় প্রাকৃতিক গ্রাফাইটের চমৎকার স্থিতিশীলতা এবং অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তাই এটি অ্যাসিড এবং ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে না, তাই, রাসায়নিক জারণে অক্সিডেন্ট যোগ করা একটি প্রয়োজনীয় মূল উপাদান হয়ে উঠেছে।
অনেক ধরণের অক্সিডেন্ট আছে, সাধারণত ব্যবহৃত অক্সিডেন্ট হল কঠিন অক্সিডেন্ট (যেমন পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট, পটাসিয়াম ডাইক্রোমেট, ক্রোমিয়াম ট্রাইঅক্সাইড, পটাসিয়াম ক্লোরেট ইত্যাদি), কিছু অক্সিডাইজিং তরল অক্সিডেন্টও হতে পারে (যেমন হাইড্রোজেন পারক্সাইড, নাইট্রিক অ্যাসিড ইত্যাদি)। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে দেখা গেছে যে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট হল প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরিতে ব্যবহৃত প্রধান অক্সিডেন্ট।
অক্সিডাইজারের ক্রিয়ায়, গ্রাফাইট জারিত হয় এবং গ্রাফাইট স্তরের নিরপেক্ষ নেটওয়ার্ক ম্যাক্রোমোলিকিউলগুলি ধনাত্মক চার্জ সহ সমতল ম্যাক্রোমোলিকিউলে পরিণত হয়। একই ধনাত্মক চার্জের বিকর্ষণ প্রভাবের কারণে, গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি পায়, যা ইন্টারক্যালেটরকে গ্রাফাইট স্তরে মসৃণভাবে প্রবেশের জন্য একটি চ্যানেল এবং স্থান প্রদান করে। প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইটের প্রস্তুতি প্রক্রিয়ায়, ইন্টারক্যালেটিং এজেন্ট মূলত অ্যাসিড। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, গবেষকরা মূলত সালফিউরিক অ্যাসিড, নাইট্রিক অ্যাসিড, ফসফরিক অ্যাসিড, পারক্লোরিক অ্যাসিড, মিশ্র অ্যাসিড এবং হিমবাহ অ্যাসিটিক অ্যাসিড ব্যবহার করেন।
তড়িৎ রাসায়নিক পদ্ধতিতে একটি ধ্রুবক প্রবাহ থাকে, যেখানে সন্নিবেশের জলীয় দ্রবণ ইলেক্ট্রোলাইট হিসেবে থাকে, গ্রাফাইট এবং ধাতব পদার্থ (স্টেইনলেস স্টিল উপাদান, প্ল্যাটিনাম প্লেট, সীসা প্লেট, টাইটানিয়াম প্লেট ইত্যাদি) একটি যৌগিক অ্যানোড গঠন করে, ধাতব পদার্থ ইলেক্ট্রোলাইটে ক্যাথোড হিসেবে ঢোকানো হয়, যা একটি বন্ধ লুপ তৈরি করে; অথবা ইলেক্ট্রোলাইটে ঝুলন্ত গ্রাফাইট, একই সময়ে ইলেক্ট্রোলাইটে ঋণাত্মক এবং ধনাত্মক প্লেটে ঢোকানো হয়, দুটি ইলেক্ট্রোডের মাধ্যমে শক্তিযুক্ত পদ্ধতিতে, অ্যানোডিক জারণ। গ্রাফাইটের পৃষ্ঠ কার্বোকেশনে জারিত হয়। একই সময়ে, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ এবং ঘনত্বের পার্থক্য বিস্তারের সম্মিলিত ক্রিয়ায়, অ্যাসিড আয়ন বা অন্যান্য মেরু আন্তঃক্যালেন্ট আয়নগুলি গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে এমবেড করা হয় যাতে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরি হয়।
রাসায়নিক জারণ পদ্ধতির সাথে তুলনা করলে, অক্সিডেন্ট ব্যবহার না করে পুরো প্রক্রিয়ায় সম্প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির জন্য ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি, চিকিত্সার পরিমাণ বেশি, ক্ষয়কারী পদার্থের অবশিষ্ট পরিমাণ কম, বিক্রিয়ার পরে ইলেক্ট্রোলাইট পুনর্ব্যবহার করা যেতে পারে, অ্যাসিডের পরিমাণ হ্রাস পায়, খরচ সাশ্রয় হয়, পরিবেশ দূষণ হ্রাস পায়, সরঞ্জামের ক্ষতি কম হয় এবং পরিষেবা জীবন বাড়ানো হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি ধীরে ধীরে অনেক উদ্যোগের দ্বারা সম্প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির জন্য পছন্দের পদ্ধতি হয়ে উঠেছে যার অনেক সুবিধা রয়েছে।
গ্যাস-ফেজ ডিফিউশন পদ্ধতি হল গ্যাসীয় আকারে গ্রাফাইটের সাথে ইন্টারক্যালেটরের যোগাযোগ এবং ইন্টারক্যালেটিং বিক্রিয়া দ্বারা প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরি করা। সাধারণত, গ্রাফাইট এবং সন্নিবেশ তাপ-প্রতিরোধী কাচের চুল্লির উভয় প্রান্তে স্থাপন করা হয় এবং ভ্যাকুয়াম পাম্প এবং সিল করা হয়, তাই এটি দুই-চেম্বার পদ্ধতি নামেও পরিচিত। এই পদ্ধতিটি প্রায়শই শিল্পে হ্যালাইড -EG এবং ক্ষারীয় ধাতু -EG সংশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়।
সুবিধা: চুল্লির গঠন এবং ক্রম নিয়ন্ত্রণ করা যায়, এবং বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলিকে সহজেই পৃথক করা যায়।
অসুবিধা: বিক্রিয়া যন্ত্রটি আরও জটিল, পরিচালনা আরও কঠিন, তাই আউটপুট সীমিত, এবং উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে যে বিক্রিয়াটি করতে হবে, সময় বেশি, এবং বিক্রিয়া পরিস্থিতি খুব বেশি, প্রস্তুতির পরিবেশ অবশ্যই ভ্যাকুয়াম হতে হবে, তাই উৎপাদন খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি, বৃহৎ আকারের উৎপাদন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত নয়।
মিশ্র তরল পর্যায় পদ্ধতি হল ঢোকানো উপাদানকে সরাসরি গ্রাফাইটের সাথে মিশ্রিত করা, নিষ্ক্রিয় গ্যাসের গতিশীলতা বা তাপ বিক্রিয়ার জন্য সিলিং সিস্টেমের সুরক্ষার অধীনে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট প্রস্তুত করা। এটি সাধারণত ক্ষারীয় ধাতু-গ্রাফাইট ইন্টারল্যামিনার যৌগ (GICs) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
সুবিধা: বিক্রিয়া প্রক্রিয়াটি সহজ, বিক্রিয়ার গতি দ্রুত, গ্রাফাইট কাঁচামাল এবং সন্নিবেশের অনুপাত পরিবর্তন করে একটি নির্দিষ্ট কাঠামো এবং প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইটের সংমিশ্রণে পৌঁছানো যায়, যা ব্যাপক উৎপাদনের জন্য আরও উপযুক্ত।
অসুবিধা: গঠিত পণ্যটি অস্থির, GIC-এর পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত মুক্ত ঢোকানো পদার্থের সাথে মোকাবিলা করা কঠিন এবং প্রচুর পরিমাণে সংশ্লেষণের সময় গ্রাফাইট ইন্টারলেমেলার যৌগগুলির সামঞ্জস্য নিশ্চিত করা কঠিন।
গলানোর পদ্ধতি হল গ্রাফাইটকে ইন্টারক্যালেটিং উপাদান এবং তাপের সাথে মিশিয়ে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরি করা। ইউটেকটিক উপাদানগুলি সিস্টেমের গলনাঙ্ক (প্রতিটি উপাদানের গলনাঙ্কের নীচে) কমাতে পারে এই তথ্যের উপর ভিত্তি করে, এটি গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে একই সাথে দুই বা ততোধিক পদার্থ (যা অবশ্যই একটি গলিত লবণ ব্যবস্থা তৈরি করতে সক্ষম) সন্নিবেশ করে টারনারি বা বহু-উপাদান GIC তৈরির একটি পদ্ধতি। সাধারণত ধাতব ক্লোরাইড তৈরিতে ব্যবহৃত হয় - GIC।
সুবিধা: সংশ্লেষণ পণ্যটির ভালো স্থায়িত্ব, ধোয়া সহজ, সহজ বিক্রিয়া ডিভাইস, কম বিক্রিয়া তাপমাত্রা, স্বল্প সময়, বৃহৎ আকারের উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।
অসুবিধা: বিক্রিয়া প্রক্রিয়ায় পণ্যের ক্রম কাঠামো এবং গঠন নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, এবং ভর সংশ্লেষণে পণ্যের ক্রম কাঠামো এবং গঠনের ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করা কঠিন।
চাপযুক্ত পদ্ধতি হল ক্ষারীয় আর্থ ধাতু এবং বিরল আর্থ ধাতু পাউডারের সাথে গ্রাফাইট ম্যাট্রিক্স মিশ্রিত করা এবং চাপযুক্ত পরিস্থিতিতে M-GICS তৈরির জন্য বিক্রিয়া করা।
অসুবিধা: ধাতুর বাষ্পের চাপ একটি নির্দিষ্ট সীমা অতিক্রম করলেই কেবল সন্নিবেশ বিক্রিয়া করা সম্ভব; তবে, তাপমাত্রা খুব বেশি, ধাতু এবং গ্রাফাইট কার্বাইড তৈরি করতে সহজ, নেতিবাচক বিক্রিয়া, তাই বিক্রিয়ার তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট পরিসরে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। বিরল মাটির ধাতুর সন্নিবেশ তাপমাত্রা খুব বেশি, তাই বিক্রিয়ার তাপমাত্রা কমাতে চাপ প্রয়োগ করতে হবে। এই পদ্ধতিটি কম গলনাঙ্ক সহ ধাতু-GICS তৈরির জন্য উপযুক্ত, তবে ডিভাইসটি জটিল এবং পরিচালনার প্রয়োজনীয়তা কঠোর, তাই এটি এখন খুব কমই ব্যবহৃত হয়।
বিস্ফোরক পদ্ধতিতে সাধারণত গ্রাফাইট এবং সম্প্রসারণ এজেন্ট যেমন KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O পাইরোপাইরোস বা প্রস্তুত মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়। যখন এটি উত্তপ্ত করা হয়, তখন গ্রাফাইট একই সাথে জারণ এবং আন্তঃক্যালেশন বিক্রিয়া ক্যাম্বিয়াম যৌগ তৈরি করবে, যা পরে "বিস্ফোরক" উপায়ে প্রসারিত হয়, ফলে প্রসারিত গ্রাফাইট পাওয়া যায়। যখন ধাতব লবণ সম্প্রসারণ এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয়, তখন পণ্যটি আরও জটিল হয়, যার মধ্যে কেবল প্রসারিত গ্রাফাইটই নয়, ধাতুও থাকে।
