Химиялық тотығу әдісі кеңейетін графитті дайындаудың дәстүрлі әдісі болып табылады. Бұл әдісте табиғи үлпек графитін тиісті тотықтырғышпен және интеркализатормен араластырады, белгілі бір температурада бақыланады, үнемі араластырады және кеңейетін графит алу үшін жуылады, сүзіледі және кептіріледі. Химиялық тотықтыру әдісі қарапайым жабдықтың артықшылықтарымен, ыңғайлы жұмысымен және арзан құнымен өнеркәсіпте салыстырмалы түрде жетілген әдіс болды.
Химиялық тотығу процесінің қадамдары тотығу мен интеркалацияны қамтиды. Графиттің тотығуы кеңейетін графиттің пайда болуының негізгі шарты болып табылады, өйткені интеркалация реакциясының бірқалыпты жүруі графит қабаттары арасындағы ашылу дәрежесіне байланысты. Ал бөлме температурасындағы табиғи графит тамаша тұрақтылық пен қышқыл мен сілтіге төзімділікке ие, сондықтан ол қышқылмен әрекеттеспейді, сондықтан қышқылмен әрекеттеспейді және сілтіге қажетті химиялық компонентке айналады. тотығу.
Тотықтырғыштардың көптеген түрлері бар, әдетте қолданылатын тотықтырғыштар қатты тотықтырғыштар (мысалы, калий перманганаты, калий бихроматы, хром триоксиді, калий хлораты және т.б.), сонымен қатар кейбір тотықтырғыш сұйық тотықтырғыштар (мысалы, сутегі асқын тотығы, азот қышқылы және т. Соңғы жылдары калий перманганаты кеңейетін графитті дайындауда қолданылатын негізгі тотықтырғыш екені анықталды.
Тотықтырғыштың әсерінен графит тотығады және графит қабатындағы бейтарап желілік макромолекулалар оң зарядты жазық макромолекулаларға айналады. Бірдей оң зарядтың кері итеру әсерінен графит қабаттары арасындағы қашықтық ұлғаяды, бұл интеркалатордың графит қабатына біркелкі енуі үшін арна мен кеңістікті қамтамасыз етеді. Кеңейтілетін графитті дайындау процесінде интеркализациялаушы агент негізінен қышқыл болып табылады. Соңғы жылдары зерттеушілер негізінен күкірт қышқылын, азот қышқылын, фосфор қышқылын, перхлор қышқылын, аралас қышқылды және мұзды сірке қышқылын пайдаланады.
Электрохимиялық әдіс тұрақты токта, электролит ретінде кірістірудің су ерітіндісі, графит және металл материалдар (тот баспайтын болат материал, платина пластина, қорғасын пластина, титан пластина және т.б.) композициялық анодты құрайды, электролитке катод ретінде енгізілген металл материалдар тұйық контурды құрайды; Немесе электролитте суспензияланған графит, электролитте бір мезгілде теріс және оң пластинкаға енгізіледі, екі электрод арқылы энергиямен анодты тотығу әдісі жүзеге асырылады. Графиттің беті карбокацияға дейін тотығады. Сонымен бірге электростатикалық тартылыс пен концентрация айырмашылығының диффузиясының біріккен әсерінен қышқыл иондары немесе басқа полярлық интеркалант иондары кеңейетін графит түзу үшін графит қабаттарының арасына енеді.
Химиялық тотығу әдісімен салыстырғанда, тотықтырғышты қолданбай, бүкіл процесте кеңейетін графитті алудың электрохимиялық әдісі, өңдеу мөлшері үлкен, коррозияға ұшырайтын заттардың қалдық мөлшері аз, реакциядан кейін электролит қайта өңделеді, қышқылдың мөлшері азаяды, шығындар үнемделеді, қоршаған ортаның ластануы қысқарады, жабдықтың қызмет ету мерзімі қысқарады, соңғы жылдары зақымдалады, және. электрохимиялық әдіс бірте-бірте көптеген артықшылықтары бар көптеген кәсіпорындарда кеңейтілетін графитті дайындаудың қолайлы әдісі болды.
Газ фазалық диффузиялық әдіс интеркалаторды газ тәрізді графитпен байланыста отырып, кеңейтілетін графитті алу және интеркалациялау реакциясын жүргізу болып табылады. Әдетте, графит пен кірістіру ыстыққа төзімді шыны реактордың екі ұшына орналастырылады, ал вакуум айдалады және тығыздалады, сондықтан ол екі камералы әдіс ретінде де белгілі және металды синтездеу үшін жиі қолданылады. -Өнеркәсіптегі EG.
Артықшылықтары: реактордың құрылымы мен тәртібін басқаруға болады, ал реакцияға түсетін заттар мен өнімдерді оңай бөлуге болады.
Кемшіліктері: реакциялық құрылғы күрделірек, жұмыс қиынырақ, сондықтан шығу шектеулі және реакция жоғары температура жағдайында жүзеге асырылады, уақыт ұзағырақ және реакция шарттары өте жоғары, дайындық ортасы вакуум болуы керек, сондықтан өндіріс құны салыстырмалы түрде жоғары, кең ауқымды өндіріске жарамсыз.
Аралас сұйық фазалық әдіс инертті газдың қозғалғыштығын қорғаумен немесе кеңейтілетін графитті дайындау үшін қыздыру реакциясы үшін тығыздағыш жүйемен енгізілген материалды графитпен тікелей араластыру болып табылады. Ол әдетте сілтілі металл-графитті қабатаралық қосылыстарды (ГИК) синтездеу үшін қолданылады.
Артықшылықтары: Реакция процесі қарапайым, реакция жылдамдығы жылдам, графит шикізаты мен кірістіру қатынасын өзгерту арқылы кеңейетін графиттің белгілі бір құрылымы мен құрамына жетуі мүмкін, жаппай өндіріске қолайлы.
Кемшіліктері: Түзілген өнім тұрақсыз, ГИК-тердің бетіне бекітілген бос енгізілген затпен күресу қиын, ал графиттік қабатаралық қосылыстардың көп мөлшерде синтезделу кезінде консистенциясын қамтамасыз ету қиын.
Балқыту әдісі графитті интеркалирлеуші материалмен араластыру және кеңейетін графитті дайындау үшін қыздыру болып табылады. Эвтектикалық компоненттер жүйенің балқу температурасын (әр компоненттің балқу температурасынан төмен) төмендетуі мүмкін екендігіне негізделген, бұл екі немесе одан да көп заттарды енгізу арқылы үштік немесе көп компонентті GIC дайындау әдісі (ол тұздар жүйесі арасында тұзды қалыптастыруға қабілетті болуы керек). бір мезгілде.Жалпы металл хлоридтерін - ГИК алуда қолданылады.
Артықшылықтары: Синтез өнімінің тұрақтылығы жақсы, жууға оңай, реакциялық құрылғысы қарапайым, реакция температурасы төмен, уақыт аз, ауқымды өндіріске жарамды.
Кемшіліктері: реакция процесінде өнімнің реттік құрылымы мен құрамын бақылау қиын, ал массалық синтезде өнімнің реттік құрылымы мен құрамының сәйкестігін қамтамасыз ету қиын.
Қысыммен жұмыс істейтін әдіс графит матрицасын сілтілі жер металымен және сирек жер металдарының ұнтағымен араластыру және қысымды жағдайларда M-GICS алу үшін әрекеттесу болып табылады.
Кемшіліктері: Металлдың бу қысымы белгілі бір шекті шектен асқанда ғана кірістіру реакциясын жүргізуге болады; Дегенмен, температура тым жоғары, металл мен графиттің карбидтердің пайда болуын тудыруы оңай, теріс реакция, сондықтан реакция температурасын белгілі бір диапазонда реттеу керек. Сирек жер металдарының кірістіру температурасы өте жоғары, сондықтан реакция температурасын төмендету үшін қысымды қолдану керек. Бұл әдіс балқу температурасы төмен металл-GICS дайындау үшін жарамды, бірақ құрылғы күрделі және сирек қолданылатын жұмыс талаптары.
Жарылғыш әдіс әдетте графитті және KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O пиропирос сияқты кеңейту агентін немесе дайындалған қоспаларды пайдаланады, қыздырылған кезде графит бір мезгілде тотығу және интеркалация реакциясына түседі, содан кейін ол металлогендік жолмен кеңейтіледі. кеңейту агенті ретінде пайдаланылған өнім күрделірек, онда кеңейтілген графит ғана емес, сонымен қатар металл бар.
