Il metodo di ossidazione chimica è un metodo tradizionale per preparare la grafite espandibile. In questo metodo, la grafite a fiocrimale naturale viene miscelata con un agente ossidante e intercalante appropriato, controllato a una certa temperatura, costantemente agitata e lavata, filtrata ed essiccata per ottenere grafite espandibile. Il metodo di ossidazione chimica è diventato un metodo relativamente maturo nell'industria con i vantaggi di attrezzature semplici, operazioni convenienti e basso costo.
Le fasi del processo di ossidazione chimica includono ossidazione e intercalazione. L'ossidazione della grafite è la condizione di base per la formazione di grafite espandibile, poiché se la reazione di intercalation può procedere senza intoppi dipende dal grado di apertura tra gli strati di grafite. ossidazione chimica.
Esistono molti tipi di ossidanti, gli ossidanti generalmente usati sono ossidanti solidi (come permanganato di potassio, dicromato di potassio, triossido di cromo, clorato di potassio, ecc.), Possono anche essere alcuni ossidanti liquidi ossidanti (come perossido di idrogeno, acido nitrico, ecc.). Negli ultimi anni si trova che il permanganato di potassio è il principale ossidante utilizzato nella preparazione della grafite espandibile.
Sotto l'azione dell'ossidante, la grafite viene ossidata e le macromolecole della rete neutra nello strato di grafite diventano macromolecole planare con carica positiva. A causa dell'effetto ripugnante della stessa carica positiva, aumenta la distanza tra gli strati di grafite, che fornisce un canale e uno spazio per l'intercalatore per inserire senza intoppi lo strato di grafite. Nel processo di preparazione della grafite espandibile, l'agente intercalante è principalmente acido. Negli ultimi anni, i ricercatori usano principalmente acido solforico, acido nitrico, acido fosforico, acido perclorico, acido misto e acido acetico glaciale.
Il metodo elettrochimico è in una corrente costante, con la soluzione acquosa dell'inserto come elettrolita, grafite e materiali metallici (materiale in acciaio inossidabile, piastra di platino, piastra di piombo, piastra di titanio, ecc.) Costituiscono un anodo composito, materiali metallici inseriti nell'elettroliti come catodo, formando un ciclo chiuso; O la grafite sospesa nell'elettrolita, nell'elettrolita allo stesso tempo inserito nella piastra negativa e positiva, attraverso i due elettrodi sono metodi energizzati, ossidazione anodica. La superficie della grafite è ossidata in carbocalizzazione. Allo stesso tempo, sotto l'azione combinata di diffusione di attrazione elettrostatica e differenza di concentrazione, gli ioni acidi o altri ioni intercalant polari sono incorporati tra gli strati di grafite per formare grafite espandibile.
Rispetto al metodo di ossidazione chimica, il metodo elettrochimico per la preparazione della grafite espansibile nell'intero processo senza l'uso di ossidante, l'importo del trattamento è grande, la quantità residua di sostanze corrosive è piccola, l'elettrolita può essere riciclato dopo la reazione, la quantità di acido è ridotto, l'elettrochimico è basso. Il metodo è diventato gradualmente il metodo preferito per preparare la grafite espandibile da molte aziende con molti vantaggi.
Il metodo di diffusione della fase gassosa consiste nel produrre grafite espandibile contattando l'intercalatore con grafite in forma gassosa e reazione intercalante. Generalmente, la grafite e l'inserto sono posizionati su entrambe le estremità del reattore di vetro resistente al calore e il telaio a vapore industria.
Vantaggi: la struttura e l'ordine del reattore possono essere controllati e i reagenti e i prodotti possono essere facilmente separati.
Svantaggi: il dispositivo di reazione è più complesso, l'operazione è più difficile, quindi l'uscita è limitata e la reazione da eseguire in condizioni di alta temperatura, il tempo è più lungo e le condizioni di reazione sono molto elevate, l'ambiente di preparazione deve essere aspirato, quindi il costo di produzione è relativamente elevato, non adatto a applicazioni di produzione su larga scala.
Il metodo della fase liquida misto consente di mescolare direttamente il materiale inserito con la grafite, sotto la protezione della mobilità del gas inerte o del sistema di tenuta per la reazione di riscaldamento per preparare la grafite espandibile. È comunemente usato per la sintesi di composti interlaminari alcalini-metallo-grafita (GIC).
Vantaggi: il processo di reazione è semplice, la velocità di reazione è rapida, cambiando il rapporto tra materie prime e inserti di grafite può raggiungere una determinata struttura e composizione di grafite espandibile, più adatta alla produzione di massa.
Svantaggi: il prodotto formato è instabile, è difficile gestire la sostanza inserita libera attaccata alla superficie dei GIC ed è difficile garantire la consistenza dei composti interlamellari di grafite quando un gran numero di sintesi.
Il metodo di fusione consiste nel mescolare la grafite con materiale intercalante e calore per preparare la grafite espandibile. di cloruri metallici - GIC.
Vantaggi: il prodotto di sintesi ha una buona stabilità, facile da lavare, dispositivo di reazione semplice, bassa temperatura di reazione, breve tempo, adatto per la produzione su larga scala.
Svantaggi: è difficile controllare la struttura dell'ordine e la composizione del prodotto nel processo di reazione ed è difficile garantire la coerenza della struttura dell'ordine e della composizione del prodotto nella sintesi di massa.
Il metodo pressurizzato è quello di mescolare la matrice di grafite con la terra alcalina e la polvere di metallo di terra rara e reagire per produrre M-GIC in condizioni pressurizzate.
Svantaggi: solo quando la pressione del vapore del metallo supera una determinata soglia, è possibile eseguire la reazione di inserimento; Tuttavia, la temperatura è troppo alta, facile da causare a metallo e grafite per formare carburi, reazione negativa, quindi la temperatura di reazione deve essere regolata in un certo intervallo. La temperatura di inserimento dei metalli delle terre rare è molto elevata, quindi la pressione deve essere applicata per ridurre la temperatura di reazione.
Il metodo esplosivo utilizza generalmente la grafite e l'agente di espansione come KCLO4, MG (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O Pyropyros o miscele preparate, quando è riscaldata in modo espanso. agente, il prodotto è più complesso, che non solo ha ampliato la grafite, ma anche il metallo.
