La méthode d'oxydation chimique est une méthode traditionnelle pour préparer du graphite extensible. Dans cette méthode, le graphite de flocons naturels est mélangé avec un agent oxydant et intercalant approprié, contrôlé à une certaine température, constamment agité et lavé, filtré et séché pour obtenir du graphite extensible. La méthode d'oxydation chimique est devenue une méthode relativement mature dans l'industrie avec les avantages d'un équipement simple, d'un fonctionnement pratique et d'un faible coût.
Les étapes de processus de l'oxydation chimique incluent l'oxydation et l'intercalation. L'oxydation du graphite est la condition de base pour la formation de graphite extensible, car si la réaction d'intercalation peut se dérouler en douceur dépend du degré d'ouverture entre les couches de graphite et le graphite naturel à température ambiante a une excellente stabilité et l'acide et la résistance alcaline, de sorte que le graphite naturel avec l'acide et l'alcaline, donc, l'ajout de l'oxydant est donc nécessaire.
Il existe de nombreux types d'oxydants, généralement des oxydants utilisés sont des oxydants solides (comme le permanganate de potassium, le dichromate de potassium, le trioxyde de chrome, le chlorate de potassium, etc.), peuvent également être des oxydants liquides oxydants (comme le perroxyde d'hydrogène, l'acide nitrique, etc.). On constate ces dernières années que le permanganate de potassium est le principal oxydant utilisé pour préparer du graphite extensible.
Sous l'action de l'oxydant, le graphite est oxydé et les macromolécules de réseau neutre dans la couche de graphite deviennent des macromolécules planes avec une charge positive. En raison de l'effet répulsif de la même charge positive, la distance entre les couches de graphite augmente, ce qui fournit un canal et un espace pour que l'intercalateur entre en douceur la couche de graphite. Dans le processus de préparation du graphite extensible, l'agent intercalant est principalement acide. Ces dernières années, les chercheurs utilisent principalement de l'acide sulfurique, de l'acide nitrique, de l'acide phosphorique, de l'acide perchlorique, de l'acide mixte et de l'acide acétique glaciaire.
La méthode électrochimique est dans un courant constant, avec la solution aqueuse de l'insert sous forme d'électrolyte, de graphite et de métal (matériaux en acier inoxydable, plaque de platine, plaque de plomb, plaque de titane, etc.) constituent une anode composite, des matériaux métalliques insérés dans l'électrolyte comme cathode, formant une boucle fermée; Ou le graphite suspendu dans l'électrolyte, dans l'électrolyte en même temps inséré dans la plaque négative et positive, à travers les deux électrodes sont une méthode énergique, l'oxydation anodique. La surface du graphite est oxydée en carbocation. Dans le même temps, sous l'action combinée de la diffusion de la différence d'attraction électrostatique et de la concentration, les ions acides ou d'autres ions intercalants polaires sont intégrés entre les couches de graphite pour former du graphite extensible.
Comparé à la méthode d'oxydation chimique, la méthode électrochimique pour la préparation de graphite étendu dans l'ensemble du processus sans utiliser d'oxydant, la quantité de traitement est grande, la quantité résiduelle d'acide est réduite, le coût est sauvé, la protection de l'électricité est réduite. est devenu progressivement la méthode préférée pour préparer du graphite extensible par de nombreuses entreprises avec de nombreux avantages.
La méthode de diffusion en phase gazeuse consiste à produire du graphite extensible en contactant l'intercalateur avec du graphite sous forme gazeuse et en réaction d'intercalation. En général, le graphite et l'insert sont placés aux deux extrémités du réacteur en verre résistant à la chaleur, et le vide est pompé et scellé, donc il est également connu sous le nom de méthode à deux chambres.
Avantages: La structure et l'ordre du réacteur peuvent être contrôlés et les réactifs et les produits peuvent être facilement séparés.
Inconvénients: le dispositif de réaction est plus complexe, l'opération est plus difficile, donc la sortie est limitée et la réaction à effectuer dans des conditions de température élevée, le temps est plus long et les conditions de réaction sont très élevées, l'environnement de préparation doit être sous vide, donc le coût de production est relativement élevé, pas adapté aux applications de production à grande échelle.
La méthode de phase liquide mixte consiste à mélanger directement le matériau inséré avec du graphite, sous la protection de la mobilité du gaz inerte ou du système d'étanchéité pour la réaction de chauffage pour préparer du graphite extensible. Il est couramment utilisé pour la synthèse des composés interlaminaires de graphites métalliques alcalins (GIC).
Avantages: Le processus de réaction est simple, la vitesse de réaction est rapide, en modifiant le rapport des matières premières en graphite et les inserts peuvent atteindre une certaine structure et composition de graphite extensible, plus adapté à la production de masse.
Inconvénients: le produit formé est instable, il est difficile de traiter la substance insérée libre attachée à la surface des GIC, et il est difficile d'assurer la cohérence des composés interlamellaires du graphite lorsqu'un grand nombre de synthèse.
La méthode de fusion consiste à mélanger le graphite avec un matériau intercalant et la chaleur pour préparer du graphite extensible. Basée sur le fait que les composants eutectiques peuvent abaisser le point de fusion du système (en dessous du point de fusion de chaque composant), il s'agit d'une méthode pour la préparation du ternaire ou du multi -composant Gics en insertant deux substances ou plusieurs substances. Chlorures métalliques - GICS.
Avantages: Le produit de synthèse a une bonne stabilité, un dispositif de réaction simple à laver facile, une température de réaction basse, courte du temps, adapté à une production à grande échelle.
Inconvénients: Il est difficile de contrôler la structure de l'ordre et la composition du produit dans le processus de réaction, et il est difficile d'assurer la cohérence de la structure de l'ordre et la composition du produit dans la synthèse de masse.
La méthode sous pression est de mélanger la matrice de graphite avec du métal de terre alcalin et de la poudre de métal de terre rare et de réagir pour produire des M-GIC dans des conditions sous pression.
Inconvénients: Ce n'est que lorsque la pression de vapeur du métal dépasse un certain seuil, la réaction d'insertion peut être effectuée; Cependant, la température est trop élevée, facile à faire en sorte que le métal et le graphite forment des carbures, la réaction négative, de sorte que la température de réaction doit être régulée dans une certaine plage. La température d'insertion des métaux des terres rares est très élevée, de sorte que la pression doit être appliquée pour réduire la température de réaction. Cette méthode convient à la préparation des GIC métalliques avec un faible point de melting, mais le dispositif est compliqué et les exigences d'opération sont strictes, donc elle est rarement utilisée.
La méthode explosive utilise généralement un agent de graphite et d'expansion tel que KCLO4, MG (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O Pyropyros ou mélanges préparés, lorsqu'il est chauffé, le graphite sera simultanément oxydation et réaction d'intercalation composé de cambium. Le produit est plus complexe, ce qui a non seulement étendu le graphite, mais aussi le métal.
