’S e dòigh thraidiseanta a th’ ann an dòigh ocsaididh cheimigeach airson grafait leudachail ullachadh. Anns an dòigh seo, bidh grafait flùrach nàdarrach air a mheasgachadh le ocsaididh agus àidseant eadar-ghearraidh iomchaidh, air a smachdachadh aig teòthachd sònraichte, air a mheasgachadh gu cunbhalach, agus air a nighe, air a shìoladh agus air a thiormachadh gus grafait leudachail fhaighinn. Tha dòigh ocsaididh cheimigeach air a thighinn gu bhith na dhòigh caran aibidh ann an gnìomhachas le buannachdan uidheamachd shìmplidh, obrachadh goireasach agus cosgais ìseal.
Tha ceumannan a’ phròiseis airson ocsaidachadh ceimigeach a’ toirt a-steach ocsaidachadh agus eadar-chur. ’S e ocsaidachadh grafait am prìomh chumha airson cruthachadh grafait leudachail, oir tha an ìre fosglaidh eadar sreathan a’ ghrafait an urra ri co-dhiù a thèid an ath-bhualadh eadar-chur air adhart gu rèidh. Agus tha seasmhachd sàr-mhath agus strì an aghaidh searbhag is alcalan aig grafait nàdarrach aig teòthachd an t-seòmair, agus mar sin chan eil e ag ath-bhualadh le searbhag is alcalan, agus mar sin, tha cur-ris ocsaid air a bhith na phrìomh phàirt riatanach ann an ocsaidachadh ceimigeach.
Tha iomadh seòrsa de dh’ocsaideadairean ann, agus mar as trice is e ocsaideadairean cruaidh a thathas a’ cleachdadh (leithid potassium permanganate, potassium dichromate, chromium trioxide, potassium clorate, msaa.), agus faodaidh iad a bhith nan ocsaideadairean leaghaidh ocsaideachaidh cuideachd (leithid hydrogen peroxide, searbhag nitric, msaa.). Tha e air a bhith follaiseach anns na bliadhnachan mu dheireadh gur e potassium permanganate am prìomh ocsaideadair a thathas a’ cleachdadh ann a bhith ag ullachadh grafait leudachail.
Fo ghnìomh an ocsaideadair, bidh grafait air a ocsaidachadh agus bidh na macromholacilean lìonra neodrach anns an t-sreath grafait nan macromholacilean rèidh le cosgais dheimhinneach. Air sgàth buaidh ath-bhualadh an aon chosgais dheimhinneach, bidh an t-astar eadar na sreathan grafait ag àrdachadh, a bheir seachad seanail agus àite airson an eadar-mheadhanair a dhol a-steach don t-sreath grafait gu rèidh. Ann am pròiseas ullachaidh grafait leudachail, is e searbhag a’ mhòr-chuid den àidseant eadar-mheadhanachaidh. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, bidh luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh searbhag sulfarach, searbhag nitric, searbhag fosfarach, searbhag perclòrach, searbhag measgaichte agus searbhag aiseatach deighe sa mhòr-chuid.
Tha an dòigh-obrach dealan-cheimigeach a’ cleachdadh sruth cunbhalach, far a bheil an leaghan uisgeach air a chur a-steach mar electrolyte, agus bidh grafait agus stuthan meatailt (stuth stàilinn gun staoin, truinnsear platanam, truinnsear luaidhe, truinnsear titanium, msaa.) a’ cruthachadh anod co-dhèanta. Bidh stuthan meatailt air an cur a-steach don electrolyte mar chatod, a’ cruthachadh lùb dùinte; no bidh an grafait crochte san electrolyte, agus aig an aon àm bidh na truinnsearan àicheil is deimhinneach air an cur a-steach don electrolyte, agus bidh an dà electrod air an lùthachadh tron dòigh-obrach, agus tha an graphite air a oxidachadh gu anodic. Bidh uachdar a’ ghrafait air a oxidachadh gu carbocation. Aig an aon àm, fo bhuaidh measgachadh de tharraing electrostatach agus sgaoileadh eadar-dhealachaidh dùmhlachd, bidh ianan searbhagach no ianan eadar-fhighte pòlar eile air an cur a-steach eadar sreathan a’ ghrafait gus grafait leudachail a chruthachadh.
An coimeas ris an dòigh ocsaideachaidh cheimigeach, leis an dòigh electroceimigeach airson grafait leudachail ullachadh sa phròiseas gu lèir gun a bhith a’ cleachdadh oxidant, tha an ìre làimhseachaidh mòr, tha an ìre de stuthan creimneach a tha air fhàgail beag, faodar an electrolyte ath-chuairteachadh às deidh an ath-bhualadh, tha an ìre searbhag air a lughdachadh, tha a’ chosgais air a shàbhaladh, tha an truailleadh àrainneachd air a lughdachadh, tha an milleadh air an uidheamachd ìosal, agus tha am beatha seirbheis air a leudachadh. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha an dòigh electroceimigeach air a bhith mean air mhean mar an dòigh as fheàrr le mòran iomairtean airson grafait leudachail ullachadh le mòran bhuannachdan.
Is e an dòigh sgaoilidh ìre-gasa grafait leudachail a thoirt gu buil le bhith a’ conaltradh an eadar-ghearradair ri grafait ann an cruth gasach agus a’ dèanamh ath-bhualadh eadar-ghearraidh. San fharsaingeachd, tha an grafait agus an cuir-a-steach air an cur aig gach ceann den reactar glainne teas-dhìonach, agus tha am falamh air a phumpadh agus air a sheulachadh, agus mar sin canar an dòigh dà-sheòmar ris cuideachd. Bithear a’ cleachdadh an dòigh seo gu tric gus halide -EG agus meatailt alcalach -EG a cho-chur ann an gnìomhachas.
Buannachdan: faodar structar agus òrdugh an reactar a smachdachadh, agus faodar na reactaran agus na toraidhean a sgaradh gu furasta.
Eas-bhuannachdan: tha an inneal ath-bhualadh nas iom-fhillte, tha an obrachadh nas duilghe, agus mar sin tha an toradh cuibhrichte, agus feumar an ath-bhualadh a dhèanamh fo chumhachan teòthachd àrd, tha an ùine nas fhaide, agus tha na suidheachaidhean ath-bhualadh glè àrd, feumaidh an àrainneachd ullachaidh a bhith falamh, agus mar sin tha a’ chosgais cinneasachaidh an ìre mhath àrd, agus chan eil e freagarrach airson tagraidhean cinneasachaidh air sgèile mhòr.
Is e an dòigh ìre leaghaidh measgaichte an stuth a chaidh a chur a-steach a mheasgachadh gu dìreach le grafait, fo dhìon gluasadachd gas neo-ghnìomhach no siostam seulachaidh airson ath-bhualadh teasachaidh gus grafait leudachail ullachadh. Bithear ga chleachdadh gu cumanta airson co-chur todhar eadar-lìneach meatailt alcalach-grafait (GICn).
Buannachdan: Tha am pròiseas ath-bhualadh sìmplidh, tha an astar ath-bhualadh luath, le bhith ag atharrachadh co-mheas stuthan amh grafait agus cuir-a-steach faodaidh structar agus co-dhèanamh sònraichte de ghrafait leudachail a ruighinn, nas freagarraiche airson cinneasachadh mòr.
Eas-bhuannachdan: Tha an toradh a chaidh a chruthachadh neo-sheasmhach, tha e duilich dèiligeadh ris an stuth a chaidh a chuir a-steach an-asgaidh a tha ceangailte ri uachdar GICan, agus tha e duilich dèanamh cinnteach à cunbhalachd choimeasgaidhean eadar-lamellar grafait nuair a bhios àireamh mhòr de cho-chur ann.
Is e an dòigh leaghaidh measgachadh grafait le stuth eadar-fhighte agus teas gus grafait leudachail ullachadh. Stèidhichte air an fhìrinn gum faod co-phàirtean eutectic puing leaghaidh an t-siostaim a lughdachadh (fo phuing leaghaidh gach co-phàirt), tha e na dhòigh airson GICan trì-phàirteach no ioma-phàirteach ullachadh le bhith a’ cur dà stuth no barrachd (a dh’ fheumas a bhith comasach air siostam salainn leaghte a chruthachadh) eadar sreathan grafait aig an aon àm. Air a chleachdadh gu coitcheann ann an ullachadh clòraidean meatailt - GICan.
Buannachdan: Tha deagh sheasmhachd aig an toradh sintéise, furasta a nighe, inneal ath-bhualadh sìmplidh, teòthachd ath-bhualadh ìosal, ùine ghoirid, freagarrach airson cinneasachadh mòr-sgèile.
Eas-bhuannachdan: tha e doirbh structar òrduigh agus co-dhèanamh an toraidh a smachdachadh sa phròiseas ath-bhualaidh, agus tha e duilich dèanamh cinnteach à cunbhalachd structar òrduigh agus co-dhèanamh an toraidh ann an co-chur mais.
Is e an dòigh fo chuideam maitrís grafait a mheasgachadh le pùdar meatailt alcalin-talmhainn agus meatailt tearc-talmhainn agus ath-fhreagairt gus M-GICS a dhèanamh fo chumhachan fo chuideam.
Eas-bhuannachdan: Chan urrainnear an ath-bhualadh cuir a-steach a dhèanamh ach nuair a bhios cuideam smùid a’ mheatailt nas àirde na stairsneach sònraichte; Ach, ma tha an teòthachd ro àrd, tha e furasta adhbhrachadh gum bi meatailt agus grafait a’ cruthachadh charbidean, ath-bhualadh àicheil, agus mar sin feumar teòthachd an ath-bhualadh a riaghladh taobh a-staigh raon sònraichte. Tha teòthachd cuir a-steach meatailtean talmhainn tearc glè àrd, agus mar sin feumar cuideam a chuir an sàs gus teòthachd an ath-bhualadh a lughdachadh. Tha an dòigh seo freagarrach airson ullachadh meatailt-GICS le puing leaghaidh ìosal, ach tha an inneal iom-fhillte agus tha na riatanasan obrachaidh teann, agus mar sin is ann ainneamh a thathas ga chleachdadh an-dràsta.
Mar as trice, bidh an dòigh spreadhaidh a’ cleachdadh grafait agus riochdairean leudachaidh leithid KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros no measgachadh ullaichte. Nuair a thèid a theasachadh, bidh grafait ag oxidachadh agus ag eadar-chur todhar cambium aig an aon àm, agus an uairsin bidh e air a leudachadh ann an dòigh “spreadhaidh”, agus mar sin a’ faighinn grafait leudaichte. Nuair a thèid salann meatailt a chleachdadh mar àidseant leudachaidh, bidh an toradh nas iom-fhillte, agus chan e a-mhàin gu bheil grafait leudaichte ann, ach cuideachd meatailt.
