Химиялык кычкылдануу ыкмасы кеңейүүчү графит даярдоонун салттуу ыкмасы болуп саналат. Бул ыкмада табигый кабык графитин тиешелүү оксидант жана интеркалациялоочу агент менен аралаштырып, белгилүү бир температурада көзөмөлдөп, тынымсыз аралаштырып, жууп, чыпкалап, кургатып, кеңейүүчү графит алат. Химиялык кычкылдандыруу ыкмасы жөнөкөй жабдуулардын артыкчылыктары, ыңгайлуу иштөөсү жана арзандыгы менен өнөр жайда салыштырмалуу жетилген ыкма болуп калды.
Химиялык кычкылдануу процессинин баскычтары кычкылдануу жана интеркалацияны камтыйт. Графиттин кычкылданышы кеңейүүчү графиттин пайда болушунун негизги шарты болуп саналат, анткени интеркалация реакциясы графит катмарларынын ортосундагы ачылуу даражасына көз каранды. Ал эми табигый графит бөлмө температурасында эң сонун туруктуулукка жана кислотага жана щелочко туруктуулукка ээ, ошондуктан ал кычкылдануу менен реакцияга кирбейт, ошондуктан кычкылдануу жана щелочтун негизги компоненти болуп калды. кычкылдануу.
оксиданттардын көп түрлөрү бар, көбүнчө оксиданттар катуу кычкылдантуучулар (мисалы, калий перманганаты, калий дихроматы, хром триоксиди, калий хлораты ж. Бул калий перманганаты кеңейтилүүчү графит даярдоодо колдонулган негизги оксидант болуп саналат акыркы жылдары табылган.
Кычкылдандыргычтын таасири астында графит кычкылданат жана графит катмарындагы нейтралдуу тармак макромолекулалары оң заряддуу тегиздик макромолекулаларга айланат. Ошол эле оң заряддын түртүүчү таасиринен графит катмарларынын аралыгы чоңоёт, бул интеркалатор графит катмарына бир калыпта кирүү үчүн канал жана мейкиндикти камсыз кылат. Кеңейтүүчү графитти даярдоо процессинде intercalating агенти негизинен кислота болуп саналат. Акыркы жылдары изилдөөчүлөр негизинен күкүрт кислотасын, азот кислотасын, фосфор кислотасын, перхлор кислотасын, аралаш кислотаны жана мөңгү уксус кислотасын колдонушат.
Электрохимиялык ыкма туруктуу токтун ичинде, электролит, графит жана металл материалдары (дат баспас болоттон жасалган материал, платина пластина, коргошун плитасы, титан плитасы ж.б.) композициялык анодду түзөт, электролитке катод катары киргизилген металл материалдар жабык контурду түзүүчү; Же электролитте илинген графит, электролитте бир эле учурда терс жана оң пластинкага киргизилип, эки электрод аркылуу энергияга келтирилет, аноддук кычкылдануу. Графиттин бети карбокацияга чейин кычкылданат. Ошол эле учурда электростатикалык тартылуунун жана концентрация айырмасынын диффузиясынын биргелешкен аракети астында кычкыл иондору же башка полярдык интеркалант иондору графит катмарларынын арасына кирип, кеңейүүчү графитти пайда кылат.
Химиялык кычкылдануу ыкмасы менен салыштырганда, бүт процессте оксидантты колдонбостон кеңейүүчү графитти даярдоонун электрохимиялык ыкмасы, тазалоонун көлөмү чоң, коррозияга дуушар болгон заттардын калдыгы аз, реакциядан кийин электролит кайра иштетилет, кислотанын көлөмү азаят, чыгым үнөмдөлөт, айлана-чөйрөнүн булганышы кыскарып, акыркы жылдары жабдуулардын иштөө мөөнөтү кыскарып, бузулат, жана жабдыктардын иштөө мөөнөтү азайып, бузулган. электрохимиялык ыкма бара-бара көптөгөн артыкчылыктары менен көптөгөн ишканалар тарабынан кеңейтилүүчү графит даярдоо үчүн артыкчылыктуу ыкмасы болуп калды.
Газ фазасынын диффузиялык ыкмасы интеркалаторду газ түрүндөгү графит менен байланыштыруу жана intercalating реакциясы аркылуу кеңейтилүүчү графитти өндүрүү болуп саналат. Жалпысынан алганда, графит жана кыстаруу ысыкка чыдамдуу айнек реактордун эки четине жайгаштырылат, ал эми вакуум сордурулуп, мөөр басылган, ошондуктан ал эки камералуу ыкмасы катары да белгилүү жана ал синтезделүүчү металлды синтездөө ыкмасы болуп саналат. -EG өнөр жайда.
Артыкчылыктары: реактордун түзүлүшүн жана тартибин башкарууга болот, ал эми реагенттерди жана продуктыларды оңой ажыратууга болот.
Кемчиликтери: реакция аппараты татаалыраак, операция татаалыраак, ошондуктан өндүрүш чектелген жана реакция жогорку температуралык шарттарда ишке ашат, убакыт узунураак жана реакция шарттары өтө жогору, даярдоо чөйрөсү вакуум болушу керек, ошондуктан өндүрүштүн баасы салыштырмалуу жогору, ири өндүрүштүк колдонмолорго ылайыктуу эмес.
Аралаш суюк фаза ыкмасы инерттүү газдын мобилдүүлүгүнүн коргоосу астында же ысытуу реакциясы үчүн герметикалык графитти даярдоо үчүн киргизилген материалды графит менен түздөн-түз аралаштыруу болуп саналат. Ал көбүнчө щелочтук металл-графит аралык кошулмаларды (ГИК) синтездөө үчүн колдонулат.
Артыкчылыктары: Реакция процесси жөнөкөй, реакциянын ылдамдыгы тез, графит чийки затынын катышын өзгөртүү менен жана салынуучу графиттин белгилүү структурасына жана курамына жетиши мүмкүн, массалык өндүрүш үчүн ылайыктуу.
Кемчиликтери: Түзүлгөн продукт туруксуз, ГИКтин бетине жабышкан эркин киргизилген зат менен күрөшүү кыйын жана көп сандагы синтезде графит аралык кошулмалардын консистенциясын камсыз кылуу кыйын.
Эрүү ыкмасы графитти интеркалациялоочу материал менен аралаштыруу жана кеңейүүчү графитти даярдоо үчүн жылуулук болуп саналат. Эвтектикалык компоненттер системанын эрүү температурасын (ар бир компоненттин эрүү температурасынан төмөн) төмөндөтүшү мүмкүн экенине таянып, бул эки же андан көп заттарды киргизүү аркылуу үчтүк же көп компоненттүү GICтерди даярдоо ыкмасы (ал туздун катмарынын ортосунда туздуу система түзө алышы керек). бир эле учурда.Жалпысынан металл хлориддерин алууда колдонулат - ГИК.
Артыкчылыктары: Синтездик продукт жакшы туруктуулукка ээ, жууганга оңой, реакциялык түзүлүшкө ээ, реакциянын температурасы төмөн, убакыт кыска, масштабдуу өндүрүшкө ылайыктуу.
Кемчиликтери: реакция процессинде продукциянын тартибин жана курамын көзөмөлдөө кыйын, ал эми массалык синтезде продукциянын тартиби менен курамынын ырааттуулугун камсыз кылуу кыйын.
Басымдуу ыкма графит матрицасын щелочтуу жер металлы жана сейрек кездешүүчү металл порошоктору менен аралаштыруу жана басымдуу шарттарда M-GICS өндүрүү үчүн реакция кылуу болуп саналат.
Кемчиликтери: Металлдын буу басымы белгилүү бир чектен ашканда гана киргизүү реакциясын жүргүзүүгө болот; Бирок, температура өтө жогору, металл жана графиттин карбиддердин пайда болушуна алып келиши оңой, терс реакция, андыктан реакциянын температурасы белгилүү бир диапазондо жөнгө салынышы керек. Сейрек кездешүүчү металлдарды киргизүү температурасы өтө жогору, ошондуктан реакциянын температурасын төмөндөтүү үчүн басым колдонулушу керек.
Жардыруу ыкмасы көбүнчө графит жана KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O пиропирос сыяктуу кеңейтүүчү агентти же даярдалган аралашмаларды колдонот, ал ысытылганда графит бир эле убакта кычкылдануу жана интеркалация реакциясына өтөт, ал андан кийин металлексп менен кеңейтилип, металлексп менен кеңейет. экспансия агенти катары колдонулган продукт татаалыраак, анда кеңейтилген графит гана эмес, металл да бар.
