روش اکسیداسیون شیمیایی یک روش سنتی برای تهیه گرافیت قابل ارتقا است. در این روش ، گرافیت پوسته طبیعی با ماده اکسیدان مناسب و در هم تنیده مخلوط می شود ، در دمای خاصی کنترل می شود ، به طور مداوم هم زده می شود و برای به دست آوردن گرافیت قابل ارتقا ، فیلتر و خشک می شود. روش اکسیداسیون شیمیایی با مزایای تجهیزات ساده ، عملکرد مناسب و کم هزینه به یک روش نسبتاً بالغ در صنعت تبدیل شده است.
مراحل فرآیند اکسیداسیون شیمیایی شامل اکسیداسیون و متقابل است. اکسیداسیون گرافیت شرط اساسی برای تشکیل گرافیت قابل ارتقا است ، زیرا این که آیا واکنش متقابل می تواند به راحتی پیش برود ، به میزان باز شدن بین لایه های گرافیت بستگی دارد. گرافیت طبیعی در دمای اتاق دارای ثبات عالی و مقاومت به اسید است ، بنابراین این بیماری با اسید و آلوکالی واکنش نشان نمی دهد. اکسیداسیون
انواع زیادی از اکسیدان ها وجود دارد ، که به طور کلی اکسیدان های مورد استفاده اکسیدان های جامد هستند (مانند پرمنگنات پتاسیم ، دیکرومات پتاسیم ، تری اکسید کروم ، کلرات پتاسیم و غیره) ، همچنین می تواند برخی اکسیدان های مایع اکسید کننده (مانند پراکسید هیدروژن ، اسید نیتریک و غیره) باشد. در سالهای اخیر مشخص شده است که پرمنگنات پتاسیم اصلی ترین اکسیدان است که در تهیه گرافیت قابل ارتقاء استفاده می شود.
تحت عمل اکسید کننده ، گرافیت اکسیده می شود و ماکرومولکول های شبکه خنثی در لایه گرافیت به ماکرومولکولهای مسطح با بار مثبت تبدیل می شوند. با توجه به اثر دافع همان بار مثبت ، فاصله بین لایه های گرافیت افزایش می یابد ، که یک کانال و فضایی را برای بیننده فراهم می کند تا به صورت یکنواخت وارد لایه گرافیت شود. در فرآیند آماده سازی گرافیت قابل ارتقا ، ماده متقابل عمدتا اسید است. در سالهای اخیر ، محققان به طور عمده از اسید سولفوریک ، اسید نیتریک ، اسید فسفریک ، اسید پرکلریک ، اسید مخلوط و اسید استیک یخبندان استفاده می کنند.
روش الکتروشیمیایی در یک جریان ثابت قرار دارد و محلول آبی درج به عنوان مواد الکترولیت ، گرافیت و فلزی (مواد استیل ضد زنگ ، صفحه پلاتین ، صفحه سرب ، صفحه تیتانیوم و غیره) یک آند کامپوزیت را تشکیل می دهند ، مواد فلزی که در الکترولیت به عنوان کاتد وارد می شوند ، یک حلقه بسته را تشکیل می دهند. یا گرافیت به حالت تعلیق در الکترولیت ، در الکترولیت در همان زمان در صفحه منفی و مثبت درج شده ، از طریق دو الکترود روش انرژی یافته ، اکسیداسیون آندی است. سطح گرافیت به محل کار اکسیده می شود. در همین زمان ، تحت عمل ترکیبی از جذب الکترواستاتیک و اختلاف غلظت ، یونهای اسیدی یا سایر یون های بین قطبی بین لایه های گرافیتی تعبیه شده اند تا گرافیت قابل ارتقاء شکل بگیرند.
در مقایسه با روش اکسیداسیون شیمیایی ، روش الکتروشیمیایی برای تهیه گرافیت قابل گسترش در کل فرآیند بدون استفاده از اکسیدان ، مقدار درمان زیاد است ، مقدار باقیمانده مواد خورنده اندک است ، می توان الکترولیت را پس از واکنش بازیافت کرد ، میزان اسید کاهش می یابد ، هزینه نجات می یابد ، کمبود خدمات ، کمبودهای محیطی با تجهیزات کاهش می یابد و تجهیزات کاهش می یابد ، کاهش می یابد و تجهیزات کاهش می یابد. روش الکتروشیمیایی به تدریج به روش ترجیحی برای تهیه گرافیت قابل ارتقا توسط بسیاری از شرکتها با مزایای بسیاری تبدیل شده است.
روش انتشار فاز گاز تولید گرافیت قابل ارتقا با تماس با گرافیت با گرافیت به شکل گازی و واکنش متقابل است. به طور کلی ، گرافیت و درج در هر دو انتهای راکتور شیشه مقاوم در برابر گرما قرار می گیرند ، و خلاء آن است که از آن استفاده می شود ، بنابراین به عنوان روش دو وشی هالید نیز استفاده می شود.
مزایا: ساختار و ترتیب راکتور را می توان کنترل کرد و واکنش دهنده ها و محصولات را می توان به راحتی از هم جدا کرد.
معایب: دستگاه واکنش پیچیده تر است ، عملیات دشوارتر است ، بنابراین خروجی محدود است و واکنشی که باید در شرایط دمای بالا انجام شود ، زمان طولانی تر است و شرایط واکنش بسیار زیاد است ، محیط آماده سازی باید خلاء باشد ، بنابراین هزینه تولید نسبتاً زیاد است ، برای برنامه های تولید در مقیاس بزرگ مناسب نیست.
روش فاز مایع مخلوط ، مخلوط مستقیم مواد درج شده با گرافیت ، تحت محافظت از تحرک گاز بی اثر یا سیستم آب بندی برای واکنش گرمایش برای تهیه گرافیت قابل ارتقا است. این ماده معمولاً برای سنتز ترکیبات interlaminar فلزی-گرافیتی قلیایی (GIC) استفاده می شود.
مزایا: فرآیند واکنش ساده است ، با تغییر نسبت مواد اولیه گرافیتی ، سرعت واکنش سریع است و درج ها می توانند به یک ساختار خاص و ترکیب گرافیت قابل ارتقا برسند ، مناسب تر برای تولید جرم.
معایب: محصول تشکیل شده ناپایدار است ، مقابله با ماده درج شده آزاد متصل به سطح GIC ها دشوار است و اطمینان از قوام ترکیبات interlamellar گرافیت در هنگام تعداد زیادی از سنتز دشوار است.
روش ذوب مخلوط کردن گرافیت با مواد و گرما در هم تنیده برای تهیه گرافیت قابل ارتقا است. بر اساس این واقعیت که اجزای eutectic می توانند نقطه ذوب سیستم را کاهش دهند (در زیر نقطه ذوب هر مؤلفه) ، این یک روش برای تهیه ژن های سه قلو یا چند جزء است که با قرار دادن دو یا چند لایه نمک (که باید یک سیستم مسکول را ایجاد کند) ایجاد می کند. کلریدهای فلزی - Gics.
مزایا: محصول سنتز دارای پایداری خوبی ، شستشوی آسان ، دستگاه واکنش ساده ، دمای واکنش کم ، زمان کوتاه ، مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ است.
معایب: کنترل ساختار سفارش و ترکیب محصول در فرآیند واکنش دشوار است و اطمینان از قوام ساختار سفارش و ترکیب محصول در سنتز جرم دشوار است.
روش تحت فشار ، مخلوط کردن ماتریس گرافیت با فلز زمین قلیایی و پودر فلزی نادر زمین است و برای تولید M-GIC در شرایط تحت فشار واکنش نشان می دهد.
معایب: فقط هنگامی که فشار بخار فلز از یک آستانه خاص فراتر رود ، می توان واکنش درج را انجام داد. با این حال ، درجه حرارت بسیار زیاد است ، به راحتی باعث می شود فلز و گرافیت کاربیدها ، واکنش منفی را تشکیل دهند ، بنابراین دمای واکنش باید در یک محدوده خاص تنظیم شود. دمای درج فلزات خاکی نادر بسیار زیاد است ، بنابراین برای کاهش دمای واکنش باید فشار اعمال شود. این روش برای تهیه فلز با نقطه ذوب پایین مناسب است ، اما دستگاه از آن استفاده می شود و اکنون سخت است و نیازهای عملکردی است.
روش انفجاری به طور کلی از عامل گرافیت و انبساط مانند KCLO4 ، Mg (CLO4) 2 · NH2O ، Zn (NO3) 2 · NH2O Pyropyros یا مخلوط های تهیه شده ، هنگام گرم شدن ، گرافیت ، به طور همزمان اکسیداسیون و واکنش ترکیب کامبیوم استفاده می کند ، که از آن استفاده می کند. این محصول پیچیده تر است ، که نه تنها گرافیت را گسترش داده است ، بلکه فلز نیز دارد.
