Die chemische Oxidationsmethode ist eine traditionelle Methode zur Herstellung von erweitertem Graphit. Bei dieser Methode wird natürlicher Flockengrafit mit geeignetem Oxidationsmittel und interkalierendem Mittel gemischt, das bei einer bestimmten Temperatur kontrolliert, ständig gerührt und gewaschen, gefiltert und getrocknet ist, um erweiterbare Graphit zu erhalten. Die chemische Oxidationsmethode ist in der Industrie zu einer relativ ausgereiften Methode mit den Vorteilen einfacher Geräte, bequemer Betrieb und niedrigen Kosten geworden.
Die Prozessschritte der chemischen Oxidation umfassen Oxidation und Interkalation. Die Oxidation von Graphit ist der Grundzustand für die Bildung von erweiterbarem Graphit, da die Interkalationsreaktion reibungslos von der Öffnung des Öffnungsgrades zwischen den Graphitschichten abhängt. Natürliche Graphit bei Raumtemperatur hat eine hervorragende Stabilität und Säure -Oxidant, sodass Säure und Alkal. Chemische Oxidation.
Es gibt viele Arten von Oxidationsmitteln, im Allgemeinen verwendete Oxidationsmittel sind feste Oxidationsmittel (wie Kaliumpermanganat, Kaliumdichromat, Chromtrioxid, Kaliumchlorat usw.), kann auch einige oxidierende flüssige Oxidationsmittel sein (wie Wasserstoffperoxid, Stricksäure usw.). In den letzten Jahren ist Kaliumpermanganat das Hauptoxidationsmittel für die Herstellung von erweitertem Graphit.
Unter der Wirkung von Oxidationsmitteln wird Graphit oxidiert und die neutralen Netzwerk -Makromoleküle in der Graphitschicht werden planare Makromoleküle mit positiver Ladung. Aufgrund des abstoßenden Effekts derselben positiven Ladung steigt der Abstand zwischen den Graphitschichten, der einen Kanal und einen Platz für die Interkalatorin bietet, um die Graphitschicht reibungslos einzugeben. Im Vorbereitungsprozess von erweiterbarem Graphit ist das Interkaliermittel hauptsächlich Säure. In den letzten Jahren verwenden Forscher hauptsächlich Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Perchlorsäure, gemischte Säure und Gletscher Essigsäure.
Die elektrochemische Methode befindet sich in einem konstanten Strom, wobei die wässrige Lösung des Einsatzes als Elektrolyt-, Graphit- und Metallmaterialien (Edelstahlmaterial, Platinplatte, Bleiplatte, Titanplatte usw.) eine Verbundanode bilden, Metallmaterialien, die in den Elektrolyten als Kathode eingesetzt sind und eine geschlossene Schleife bilden; Oder der im Elektrolyten suspendierte Graphit im Elektrolyten gleichzeitig in der negativen und positiven Platte durch die beiden Elektroden mit einer anodischen Oxidation mit Stromversorgungsmethode eingerichtet. Die Oberfläche von Graphit wird auf Carbokation oxidiert. Gleichzeitig werden unter der kombinierten Wirkung der elektrostatischen Anziehungs- und Konzentrationsdifferenzdiffusion Säureionen oder andere polare interkalierende Ionen zwischen den Graphitschichten eingebettet, um erweiterbare Graphit zu bilden.
Compared with the chemical oxidation method, the electrochemical method for the preparation of expansable graphite in the whole process without the use of oxidant, the treatment amount is large, the residual amount of corrosive substances is small, the electrolyte can be recycled after the reaction, the amount of acid is reduced, the cost is saved, the environmental pollution is reduced, the damage to the equipment is low, and the service life is extended.In recent years, electrochemical method has Werden Sie nach und nach die bevorzugte Methode zur Herstellung erweiterbarer Graphit durch viele Unternehmen mit vielen Vorteilen.
Die Gasphasendiffusionsmethode besteht darin, erweiterbare Graphit zu erzeugen, indem der Interkalator mit Graphit in gasförmiger Form und interkalierende Reaktion kontaktiert wird. General werden der Graphit und der Einsatz an beiden Enden des hitzebeständigen Reaktor-Reaktor-Reaktors platziert, und das Vakuum wird gepumpt und versiegelt. Es ist auch bekannt.
Vorteile: Die Struktur und Reihenfolge des Reaktors können kontrolliert werden, und die Reaktanten und Produkte können leicht getrennt werden.
Nachteile: Das Reaktionsgerät ist komplexer, der Betrieb ist schwieriger, sodass der Ausgang begrenzt ist und die Reaktion unter hohen Temperaturbedingungen länger ist und die Reaktionsbedingungen sehr hoch sind, die Vorbereitungsumgebung muss ein Vakuum sein, sodass die Produktionskosten relativ hoch sind und nicht für große Produktionsanwendungen geeignet sind.
Die gemischte Flüssigphasenmethode besteht darin, das eingefügte Material direkt mit Graphit unter dem Schutz der Mobilität des inerten Gas- oder Dichtungssystems zur Erwärmung der Reaktion zur Herstellung erweiterter Graphit direkt zu mischen. Es wird üblicherweise für die Synthese von Alkali-Metall-Metall-Graphit-interlaminaren Verbindungen (GICs) verwendet.
Vorteile: Der Reaktionsprozess ist einfach, die Reaktionsgeschwindigkeit ist schnell, indem das Verhältnis von Graphit -Rohstoffen geändert wird, und Einsätze können eine bestimmte Struktur und Zusammensetzung von erweiterbarem Graphit erreichen, die besser für die Massenproduktion geeignet sind.
Nachteile: Das gebildete Produkt ist instabil, es ist schwierig, mit der an der Oberfläche von GICs befestigten freien Substanz umzugehen, und es ist schwierig, die Konsistenz von Graphit -Interlamellar -Verbindungen bei einer großen Anzahl von Synthese zu gewährleisten.
Die Schmelzmethode besteht darin, Graphit mit interkalierendem Material und Wärme zu mischen, um erweiterbare Graphit vorzubereiten. Auf der Tatsache, dass eutektische Komponenten den Schmelzpunkt des Systems senken können (unterhalb des Schmelzpunkts jeder Komponente), ist es eine Methode, um die Herstellung von Ternärer oder Mehrkomponenten -GICs durch Einsetzen von zwei oder mehr Substanzen zu einem Multikomponenten zwischen zwei oder mehr Substanzen zu bilden. Metallchloride - GICs.
Vorteile: Das Syntheseprodukt hat eine gute Stabilität, leicht zu waschen, einfaches Reaktionsgerät, niedrige Reaktionstemperatur, kurze Zeit, geeignet für die großräumige Produktion.
Nachteile: Es ist schwierig, die Auftragsstruktur und -zusammensetzung des Produkts im Reaktionsprozess zu kontrollieren, und es ist schwierig, die Konsistenz der Ordenstruktur und Zusammensetzung des Produkts in der Massensynthese zu gewährleisten.
Die unter Druck stehende Methode besteht darin, die Graphitmatrix mit alkalischem Erdmetall und Seltener Erdmetallpulver zu mischen und unter Druckverhältnissen M-GICs zu produzieren.
Nachteile: Nur wenn der Dampfdruck des Metalls einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, kann die Insertionsreaktion durchgeführt werden. Die Temperatur ist jedoch zu hoch, leicht zu Metall und Graphit zu Carbiden, negative Reaktion, so dass die Reaktionstemperatur in einem bestimmten Bereich reguliert werden muss. Die Einfügungstemperatur von seltenen Erdmetallen ist daher sehr hoch, sodass der Druck ausgeübt werden muss, um die Reaktionstemperatur zu verringern. Diese Methode ist für die Herstellung von Metallgics mit niedrigem Schmelzpunkt geeignet, aber das Gerät ist kompliziert und der Betriebsanforderungen ist streng.
Die explosive Methode verwendet im Allgemeinen Graphit- und Expansionsmittel wie KCLO4, MG (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O -Pyropyros oder Gemische, die hergestellt wurden. Wenn sie erhitzt werden, wird Graphit gleichzeitig Oxidation und Interkalationsreaktion. Cambiumverbindung, das dann in "Explosion" -Explosion explosions. Agent, das Produkt ist komplexer, was nicht nur Graphit, sondern auch Metall erweitert hat.
