रासायनिक ऑक्सीकरण विधि विस्तार योग्य ग्रेफाइट तैयार करने के लिए एक पारंपरिक विधि है। इस विधि में, प्राकृतिक परत ग्रेफाइट को उपयुक्त ऑक्सीडेंट और इंटरक्लेटिंग एजेंट के साथ मिलाया जाता है, जो एक निश्चित तापमान पर नियंत्रित होता है, लगातार हिलाया जाता है, और एक्सपेंडेबल ग्रेफाइट प्राप्त करने के लिए धोया, फ़िल्टर किया जाता है और सूख जाता है। रासायनिक ऑक्सीकरण विधि सरल उपकरण, सुविधाजनक संचालन और कम लागत के फायदे के साथ उद्योग में एक अपेक्षाकृत परिपक्व विधि बन गई है।
रासायनिक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के चरणों में ऑक्सीकरण और इंटरकलेशन शामिल है। ग्रेफाइट का ऑक्सीकरण विस्तार योग्य ग्रेफाइट के गठन के लिए मूल स्थिति है, क्योंकि क्या इंटरक्लेलेशन प्रतिक्रिया सुचारू रूप से आगे बढ़ सकती है, ग्रेफाइट परतों के बीच खुलने की डिग्री पर निर्भर करता है। और कमरे के तापमान पर प्राकृतिक ग्रेफाइट में ऑक्सिडी के साथ -साथ आ के साथ -साथ छेड़छाड़ नहीं होती है, इसलिए यह नहीं होता है।
कई प्रकार के ऑक्सीडेंट होते हैं, आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले ऑक्सीडेंट ठोस ऑक्सीडेंट होते हैं (जैसे कि पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम डाइक्रोमेट, क्रोमियम ट्राइऑक्साइड, पोटेशियम क्लोरेट, आदि), कुछ ऑक्सीकरण तरल ऑक्सीडेंट (जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड, नाइट्रिक एसिड, आदि) भी हो सकते हैं। यह हाल के वर्षों में पाया गया है कि पोटेशियम परमैंगनेट मुख्य ऑक्सीडेंट है जिसका उपयोग विस्तार योग्य ग्रेफाइट तैयार करने में किया जाता है।
ऑक्सीडाइज़र की कार्रवाई के तहत, ग्रेफाइट को ऑक्सीकरण किया जाता है और ग्रेफाइट परत में तटस्थ नेटवर्क मैक्रोमोलेक्यूल्स सकारात्मक चार्ज के साथ प्लानर मैक्रोमोलेक्यूल बन जाते हैं। एक ही सकारात्मक चार्ज के प्रतिकारक प्रभाव के कारण, ग्रेफाइट परतों के बीच की दूरी बढ़ जाती है, जो इंटरक्लेटर के लिए एक चैनल और स्थान प्रदान करता है जो ग्रेफाइट परत को सुचारू रूप से दर्ज करने के लिए होता है। विस्तार योग्य ग्रेफाइट की तैयारी प्रक्रिया में, इंटरक्लेटिंग एजेंट मुख्य रूप से एसिड है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ता मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड, पर्क्लोरिक एसिड, मिश्रित एसिड और ग्लेशियल एसिटिक एसिड का उपयोग करते हैं।
इलेक्ट्रोकेमिकल विधि एक निरंतर वर्तमान में है, जिसमें इलेक्ट्रोलाइट, ग्रेफाइट और धातु सामग्री (स्टेनलेस स्टील सामग्री, प्लैटिनम प्लेट, लेड प्लेट, टाइटेनियम प्लेट, आदि) के रूप में सम्मिलित के जलीय घोल के साथ एक समग्र एनोड का गठन किया जाता है, कैथोड के रूप में इलेक्ट्रोलाइट में डाले गए धातु सामग्री, एक बंद लूप का निर्माण करती है; या इलेक्ट्रोलाइट में निलंबित ग्रेफाइट, इलेक्ट्रोलाइट में एक ही समय में नकारात्मक और सकारात्मक प्लेट में डाला जाता है, दो इलेक्ट्रोड के माध्यम से ऊर्जावान विधि, एनोडिक ऑक्सीकरण होता है। ग्रेफाइट की सतह को कार्बोकेशन के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है। एक ही समय में, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और एकाग्रता अंतर प्रसार की संयुक्त कार्रवाई के तहत, एसिड आयनों या अन्य ध्रुवीय इंटरक्लेंट आयनों को विस्तार योग्य ग्रेफाइट बनाने के लिए ग्रेफाइट परतों के बीच एम्बेडेड किया जाता है।
रासायनिक ऑक्सीकरण विधि के साथ तुलना में, ऑक्सीडेंट के उपयोग के बिना पूरी प्रक्रिया में विस्तार योग्य ग्रेफाइट की तैयारी के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल विधि, उपचार की मात्रा बड़ी है, संक्षारक पदार्थों की अवशिष्ट मात्रा छोटी होती है, प्रतिक्रिया के बाद इलेक्ट्रोलाइट को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, एसिड की मात्रा कम हो जाती है। इलेक्ट्रोकेमिकल विधि धीरे -धीरे कई फायदों के साथ कई उद्यमों द्वारा विस्तार योग्य ग्रेफाइट तैयार करने के लिए पसंदीदा विधि बन गई है।
गैस-चरण प्रसार विधि गैसीय रूप में ग्रेफाइट के साथ इंटरक्लेटर से संपर्क करके एक्सपेंडेबल ग्रेफाइट का उत्पादन करने के लिए है।
लाभ: रिएक्टर की संरचना और क्रम को नियंत्रित किया जा सकता है, और अभिकारकों और उत्पादों को आसानी से अलग किया जा सकता है।
नुकसान: प्रतिक्रिया उपकरण अधिक जटिल है, ऑपरेशन अधिक कठिन है, इसलिए आउटपुट सीमित है, और उच्च तापमान स्थितियों के तहत किया जाने वाला प्रतिक्रिया, समय लंबा है, और प्रतिक्रिया की स्थिति बहुत अधिक है, तैयारी का वातावरण वैक्यूम होना चाहिए, इसलिए उत्पादन लागत अपेक्षाकृत अधिक है, बड़े पैमाने पर उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है।
मिश्रित तरल चरण विधि विस्तार योग्य ग्रेफाइट तैयार करने के लिए हीटिंग प्रतिक्रिया के लिए अक्रिय गैस या सीलिंग सिस्टम की गतिशीलता की सुरक्षा के तहत, ग्रेफाइट के साथ सम्मिलित सामग्री को सीधे मिलाने के लिए है। यह आमतौर पर क्षार धातु-ग्राफाइट इंटरलामिनार यौगिकों (GICs) के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।
लाभ: प्रतिक्रिया प्रक्रिया सरल है, प्रतिक्रिया की गति तेज है, ग्रेफाइट कच्चे माल और आवेषण के अनुपात को बदलकर एक निश्चित संरचना और विस्तार योग्य ग्रेफाइट की संरचना तक पहुंच सकते हैं, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है।
नुकसान: गठित उत्पाद अस्थिर है, जीआईसी की सतह से जुड़े मुक्त सम्मिलित पदार्थ से निपटना मुश्किल है, और बड़ी संख्या में संश्लेषण होने पर ग्रेफाइट इंटरलामेलर यौगिकों की स्थिरता सुनिश्चित करना मुश्किल है।
पिघलने की विधि एक्सपेंडेबल ग्रेफाइट तैयार करने के लिए इंटरकैलेटिंग सामग्री और गर्मी के साथ ग्रेफाइट को मिलाने के लिए है। इस तथ्य पर आधारित कि यूटेक्टिक घटक सिस्टम के पिघलने बिंदु को कम कर सकते हैं (प्रत्येक घटक के पिघलने बिंदु के नीचे), यह दो या अधिक पदार्थों के बीच एक मोलटेनेंट की तैयारी के लिए एक विधि है। धातु क्लोराइड्स की - GICs।
लाभ: संश्लेषण उत्पाद में अच्छी स्थिरता, धोने में आसान, सरल प्रतिक्रिया उपकरण, कम प्रतिक्रिया तापमान, कम समय, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
नुकसान: प्रतिक्रिया प्रक्रिया में उत्पाद की आदेश संरचना और संरचना को नियंत्रित करना मुश्किल है, और बड़े पैमाने पर संश्लेषण में उत्पाद की ऑर्डर संरचना और संरचना की स्थिरता सुनिश्चित करना मुश्किल है।
दबाव वाली विधि क्षारीय पृथ्वी धातु और दुर्लभ पृथ्वी धातु पाउडर के साथ ग्रेफाइट मैट्रिक्स को मिलाने और दबाव वाली परिस्थितियों में एम-जीआईसी का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया करती है।
नुकसान: केवल जब धातु का वाष्प दबाव एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो सम्मिलन प्रतिक्रिया को बाहर किया जा सकता है; हालांकि, तापमान बहुत अधिक है, कार्बाइड, नकारात्मक प्रतिक्रिया बनाने के लिए धातु और ग्रेफाइट का कारण बनता है, इसलिए प्रतिक्रिया तापमान को एक निश्चित सीमा में विनियमित किया जाना चाहिए। दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का सम्मिलन तापमान बहुत अधिक है, इसलिए प्रतिक्रिया तापमान को कम करने के लिए दबाव लागू किया जाना चाहिए। यह विधि कम पिघलने के साथ धातु-गिक्स की तैयारी के लिए उपयुक्त है, लेकिन उपकरण की आवश्यकताएं हैं, इसलिए यह है कि अब यह है कि यह है।
विस्फोटक विधि आम तौर पर KCLO4, Mg (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O पाइरोपायरोस या मिक्स्चर जैसे KCLO4, Mg (CLO4) 2 · NH2O (NO3) 2 · विस्तार एजेंट का उपयोग करती है, जब इसे गर्म किया जाता है, तो ग्रेफाइट एक साथ ऑक्सीकरण और इंटरकैलेशन रिएक्शन कैम्बियम कंपाउंड में विस्तारित होता है। अधिक जटिल है, जिसने न केवल ग्रेफाइट का विस्तार किया है, बल्कि धातु भी है।
