El método de oxidación química es un método tradicional para preparar grafito expandible. En este método, el grafito de escamas naturales se mezcla con un agente oxidante e intercalante apropiado, controlado a una temperatura determinada, constantemente agitada y lavada, filtrada y seca para obtener grafito expandible. El método de oxidación química se ha convertido en un método relativamente maduro en la industria con las ventajas de equipos simples, operación conveniente y bajo costo.
Los pasos del proceso de oxidación química incluyen oxidación e intercalación. La oxidación del grafito es la condición básica para la formación de grafito expandible, porque si la reacción de intercalación puede continuar suavemente depende del grado de apertura entre las capas de grafito. Y, por lo tanto, el grafito natural a la temperatura ambiente tiene una excelente estabilidad y un ácido y a la resistencia alkali, por lo que no se reactiva con el ácido y el ácido, por lo tanto, la adición de la temperatura ambiente tiene una excelente estabilidad y la resistencia al óxido y es necesario. oxidación química.
Hay muchos tipos de oxidantes, generalmente oxidantes usados son oxidantes sólidos (como permanganato de potasio, dicromato de potasio, trióxido de cromo, clorato de potasio, etc.), también pueden ser algunos oxidantes líquidos oxidantes (como peróxido de hidrógeno, ácido nítrico, etc.). En los últimos años se encuentra que el permanganato de potasio es el principal oxidante utilizado para preparar grafito expandible.
Bajo la acción del oxidante, el grafito se oxida y las macromoléculas de red neutras en la capa de grafito se convierten en macromoléculas planas con carga positiva. Debido al efecto repulsivo de la misma carga positiva, la distancia entre las capas de grafito aumenta, lo que proporciona un canal y un espacio para que el intercalador ingrese a la capa de grafito suavemente. En el proceso de preparación del grafito expandible, el agente intercalante es principalmente ácido. En los últimos años, los investigadores usan principalmente ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido perclórico, ácido mixto y ácido acético glacial.
El método electroquímico está en una corriente constante, con la solución acuosa del inserto como el electrolito, el grafito y los materiales metálicos (material de acero inoxidable, placa de platino, placa de plomo, placa de titanio, etc.) constituyen un ánodo compuesto, materiales metálicos insertados en el electrolítico como cátodos, formando un circuito cerrado; O el grafito suspendido en el electrolito, en el electrolito al mismo tiempo insertado en la placa negativa y positiva, a través de los dos electrodos son método energizado, oxidación anódica. La superficie del grafito se oxida a la carbocatión. Al mismo tiempo, bajo la acción combinada de la atracción electrostática y la difusión de la diferencia de concentración, los iones ácidos u otros iones intercalantes polares están integrados entre las capas de grafito para formar grafito expandible.
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 El método se ha convertido gradualmente en el método preferido para preparar grafito expandible por muchas empresas con muchas ventajas.
El método de difusión en fase gaseosa es producir grafito expandible contactando al intercalador con grafito en forma gaseosa y reacción intercalante. Generalmente, el grafito y el inserto se colocan en ambos extremos del reactor de vidrio resistente al calor, y el vacío se bombea y se sellan, por lo que también se conoce como el método de dos cámaras a menudo se usa a menudo a la halide de la industria de la industria.
Ventajas: la estructura y el orden del reactor se pueden controlar, y los reactivos y los productos pueden separarse fácilmente.
Desventajas: el dispositivo de reacción es más complejo, la operación es más difícil, por lo que la salida es limitada y la reacción se llevará a cabo en condiciones de alta temperatura, el tiempo es más largo y las condiciones de reacción son muy altas, el entorno de preparación debe ser vacío, por lo que el costo de producción es relativamente alto, no adecuado para aplicaciones de producción a gran escala.
El método de fase líquida mixta es mezclar directamente el material insertado con grafito, bajo la protección de la movilidad del gas inerte o el sistema de sellado para la reacción de calentamiento para preparar un grafito expandible. Se usa comúnmente para la síntesis de compuestos interlaminares de grafito de metal álcali (GIC).
Ventajas: el proceso de reacción es simple, la velocidad de reacción es rápida, al cambiar la relación de las materias primas de grafito y las inserciones puede alcanzar una cierta estructura y composición de grafito expandible, más adecuado para la producción en masa.
Desventajas: el producto formado es inestable, es difícil lidiar con la sustancia insertada libre unida a la superficie de los gics, y es difícil garantizar la consistencia de los compuestos interlamelares de grafito cuando una gran cantidad de síntesis.
El método de fusión es mezclar grafito con material de intercalación y calor para preparar un grafito expandible. Basado en el hecho de que los componentes eutécticos pueden reducir el punto de fusión del sistema (debajo del punto de fusión de cada componente), es un método para la preparación de los gics ternaros o multicomponentes al insertar dos o más sustancias (que debe poder formar un sistema de sal fundido) entre las capas grafatitarias o multicomponentes. Cloruros de metal - Gics.
Ventajas: el producto de síntesis tiene buena estabilidad, fácil de lavar, dispositivo de reacción simple, baja temperatura de reacción, corto tiempo, adecuado para la producción a gran escala.
Desventajas: es difícil controlar la estructura del orden y la composición del producto en el proceso de reacción, y es difícil garantizar la consistencia de la estructura del orden y la composición del producto en la síntesis de masa.
El método presurizado es mezclar la matriz de grafito con metal de tierra alcalina y polvo de metal de tierras raras y reaccionar para producir m-gics en condiciones presurizadas.
Desventajas: solo cuando la presión de vapor del metal excede un cierto umbral, se puede llevar a cabo la reacción de inserción; Sin embargo, la temperatura es demasiado alta, es fácil de hacer que el metal y el grafito formen carburos, reacción negativa, por lo que la temperatura de reacción debe estar regulada en un cierto rango. La temperatura de inserción de los metales de tierras raras es muy alta, por lo que la presión debe aplicarse para reducir la temperatura de reacción. Este método es adecuado para la preparación de metales con baja fusión con bajo fechor
El método explosivo generalmente utiliza grafito y agente de expansión como KCLO4, Mg (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O Pyropyros o mezclas preparadas, cuando se calienta, Graphite se oxidará simultáneamente y se utilizan una reacción de intercalación que se produce, por lo que se produce una reacción de metal, se expone que es una exposición de los "explosivos". Agente, el producto es más complejo, que no solo ha expandido grafito, sino también metal.
