A kémiai oxidációs módszer egy hagyományos módszer a kibővíthető grafit elkészítésére. Ebben a módszerben a természetes pehelygrafitot összekeverik a megfelelő oxidálószerrel és interkalálószerrel, egy bizonyos hőmérsékleten szabályozva, folyamatosan keverve, és mossuk, szűrjük és szárítják, hogy kibővíthető grafitot kapjanak. A kémiai oxidációs módszer viszonylag érett módszerré vált az iparban, az egyszerű berendezések, a kényelmes működés és az olcsó költségek előnyeivel.
A kémiai oxidáció folyamatának lépései magukban foglalják az oxidációt és az interkalációt. A grafit oxidációja a kibővíthető grafit kialakulásának alapfeltétele, mivel az interkalációs reakció simán függhet -e a grafitrétegek közötti nyílás mértékétől. És a természetes grafit szobahőmérsékleten kiváló stabilitással rendelkezik, és lúgos ellenállással rendelkezik, így nem reagál a savval és az Alkali -val.
Sokféle oxidálószer létezik, általában használt oxidánsok szilárd oxidánsok (például kálium -permanganát, kálium -dikromát, króm -trioxid, kálium -klorát stb.), Lehet, hogy oxidáló folyékony oxidánsok (például hidrogén -peroxid, nitromsav stb.). Az utóbbi években azt találták, hogy a kálium -permanganát a fő oxidálószer, amelyet a kibővíthető grafit elkészítéséhez használnak.
Az oxidáló hatása alatt a grafit oxidálódik, és a grafitrétegben lévő semleges hálózati makromolekulák síkmakromolekulákká válnak pozitív töltéssel. Ugyanazon pozitív töltés visszataszító hatása miatt a grafitrétegek közötti távolság növekszik, amely csatornát és helyet biztosít az interkalátor számára, hogy zökkenőmentesen lépjen be a grafitrétegbe. A kibővíthető grafit előkészítési folyamatában az interkalációs szer elsősorban sav. Az utóbbi években a kutatók elsősorban kénsavat, salétromsavat, foszforsavat, perklórsavat, vegyes savat és jég ecetsavat használnak.
Az elektrokémiai módszer állandó áramban van, a betét vizes oldatával, mint elektrolit, grafit és fém anyagok (rozsdamentes acél anyag, platinalemez, ólomlemez, titánlemez stb.) Kompozit anódot alkotnak, az elektrolitba beillesztett fém anyagokat katódként beillesztve, zárt hurkot képezve; Vagy az elektrolitban szuszpendált grafit, az elektrolitban, ugyanakkor a negatív és a pozitív lemezbe beillesztve, a két elektródon keresztül energiájú módszer, anódos oxidáció. A grafit felülete oxidálódik a karbokációvá. Ugyanakkor az elektrosztatikus vonzerő és a koncentrációkülönbség kombinált hatása alatt a diffúzió, a sav -ionok vagy más poláris interkaláns ionok beágyazódnak a grafitrétegek közé, hogy kibővíthető grafitot képezzenek.
A kémiai oxidációs módszerrel összehasonlítva az elektrokémiai módszer a kiterjeszthető grafit előállítására az egész folyamatban oxidáns felhasználása nélkül, a kezelési mennyiség nagy, a maradómarrozív anyagok maradék mennyisége kicsi, az elektrolit újrahasznosítható a reakció után, a sav mennyiségét csökkentik, a költségeket megmentik, a környezeti szennyezés károsodása, a felszerelések alacsony és az élettartamú élettartamúak. Fokozatosan vált az előnyben részesített módszer a bővíthető grafit előkészítésére számos vállalkozás számára, sok előnyben.
A gázfázisú diffúziós módszer az, hogy kibővíthető grafitot állítson elő úgy, hogy kapcsolatba lép az interkalátorral gázikus formában és az interkaláló reakcióban. Általában a grafit és a betét a hőálló üvegreaktor mindkét végére helyezik, és a vákuumot pumpálják és lezárják, tehát az iparágban gyakran használják.
Előnyök: A reaktor szerkezete és sorrendje szabályozható, és a reagensek és termékek könnyen elválaszthatók.
Hátrányok: A reakciókészülék bonyolultabb, a művelet nehezebb, tehát a kimenet korlátozott, és a magas hőmérsékleti körülmények között elvégzendő reakció, az idő hosszabb, és a reakciófeltételek nagyon magas, az előkészítési környezetnek vákuumnak kell lennie, tehát a termelési költségek viszonylag magas, nem alkalmas nagyszabású termelési alkalmazásokhoz.
A vegyes folyékony fázisú módszer az, hogy a beillesztett anyagot közvetlenül összekeverje grafittel, az inert gáz mobilitásának vagy a tömítő rendszer védelme alatt a melegítési reakcióhoz a kibővíthető grafit előállításához. Általában az alkáli fém-grafit interlamináris vegyületek (GIC) szintéziséhez használják.
Előnyök: A reakciófolyamat egyszerű, a reakciósebesség gyors, a grafit nyersanyagok és betétek arányának megváltoztatásával elérheti a kibővíthető grafit bizonyos szerkezetét és összetételét, amely a tömegtermeléshez alkalmasabb.
Hátrányok: A kialakított termék instabil, nehéz kezelni a GIC -k felületéhez kapcsolódó szabad beillesztett anyagot, és nehéz biztosítani a grafit interlamelláris vegyületek konzisztenciáját, amikor nagy számú szintézis.
Az olvadási módszer az, hogy a grafitot az interkaláló anyaggal és a hővel keverjük össze a bővíthető grafit elkészítéséhez. fém -kloridokból - GICS.
Előnyök: A szintézis terméknek jó stabilitása, könnyen mosható, egyszerű reakciókészülék, alacsony reakcióhőmérséklet, rövid idő, nagyszabású termeléshez alkalmas.
Hátrányok: Nehéz ellenőrizni a termék rendszerkezetét és összetételét a reakció folyamatában, és nehéz biztosítani a termék rendszerkezetének és összetételének következetességét a tömegszintézisben.
A nyomás alatt álló módszer a grafitmátrix keverése az alkáli földfém és a ritkaföldfém fémporral, és reagál, hogy M-GIC-ket előállítson nyomás alatt álló körülmények között.
Hátrányok: Csak akkor, ha a fém gőznyomása meghaladja a bizonyos küszöböt, akkor a beillesztési reakció végrehajtható; A hőmérséklet azonban túl magas, könnyen okozható fém és grafit képződése, negatív reakció, ezért a reakcióhőmérsékletet egy bizonyos tartományban kell szabályozni. A ritkaföldfémek beillesztési hőmérséklete nagyon magas, tehát nyomást kell gyakorolni a reakcióhőmérséklet csökkentésére. Ez az módszer a fém-GIC előkészítéséhez alacsony olvadási ponttal, de az eszköz bonyolult, és az üzemeltetési követelmények, tehát most már kétszer használható.
A robbanásveszélyes módszer általában grafit- és bővítőszert használ, például KCLO4, Mg (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O piropiroszkópokat vagy keverékeket, amikor felmelegszik, a grafit egyidejűleg oxidálódást és interkalációs reakciókészüléket használ, és ezután egy "robbanásveszélyes" -et használnak, így az alábbiakban egyre kiterjednek. " A termék összetettebb, amely nemcsak kibővített grafitot, hanem fémet is tartalmaz.
