D'chemesch Oxidatiounsmethod ass eng traditionell Method fir d'Virbereedung vun expandablem Graphit. Bei dëser Method gëtt natierleche Flackegrafit mat engem passenden Oxidatiounsmëttel an Interkalatiounsmëttel gemëscht, op eng bestëmmten Temperatur kontrolléiert, stänneg geréiert, gewäsch, gefiltert an gedréchent fir expandablem Graphit ze kréien. D'chemesch Oxidatiounsmethod ass an der Industrie zu enger relativ reifer Method ginn, mat de Virdeeler vun einfacher Ausrüstung, bequemem Betrib a niddrege Käschten.
D'Prozessschrëtt vun der chemescher Oxidatioun ëmfaassen Oxidatioun an Interkalatioun. D'Oxidatioun vu Graphit ass d'Basisbedingung fir d'Bildung vun expandierbarem Graphit, well ob d'Interkalatiounsreaktioun reibungslos oflafe kann, vum Grad vun der Ëffnung tëscht de Graphitschichten ofhänkt. An natierleche Graphit bei Raumtemperatur huet eng exzellent Stabilitéit a Säure- an Alkali-Resistenz, sou datt en net mat Säure an Alkali reagéiert, dofir ass d'Zousätz vun engem Oxidatiounsmëttel zu enger néideger Schlësselkomponent an der chemescher Oxidatioun ginn.
Et gëtt vill Zorte vun Oxidatiounsmëttel, allgemeng benotzt Oxidatiounsmëttel sinn fest Oxidatiounsmëttel (wéi Kaliumpermanganat, Kaliumdichromat, Chromtrioxid, Kaliumchlorat, asw.), kënnen och e puer oxidéierend flësseg Oxidatiounsmëttel sinn (wéi Waasserstoffperoxid, Salpetersäure, asw.). An de leschte Jore gouf festgestallt, datt Kaliumpermanganat den Haaptoxidatiounsmëttel ass, deen bei der Hierstellung vun expandéierbarem Graphit benotzt gëtt.
Ënnert der Wierkung vum Oxidatiounsmëttel gëtt Graphit oxidéiert an déi neutral Netzwierkmakromoleküle an der Graphitschicht ginn zu planare Makromoleküle mat positiver Ladung. Wéinst dem ofstoussenden Effekt vun der selwechter positiver Ladung erhéicht sech den Ofstand tëscht de Graphitschichten, wat e Kanal a Raum fir den Interkalator bitt, fir datt en ouni Problemer an d'Graphitschicht erakënnt. Am Virbereedungsprozess vum expandierbare Graphit ass den Interkalatiounsmëttel haaptsächlech Säure. An de leschte Jore benotzen d'Fuerscher haaptsächlech Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Perchlorsäure, gemëschte Säure an Äisesseg.
D'elektrochemesch Method baséiert op engem konstante Stroum, woubei d'wässerlech Léisung vum Asaz als Elektrolyt benotzt gëtt. Graphit a Metallmaterialien (Edelstol, Platinplack, Bläiplack, Titanplack, asw.) bilden eng Kompositanode. Metallmaterialien, déi an den Elektrolyt als Kathod agebaut ginn, bilden eng zougemaach Schleif; oder de Graphit, deen am Elektrolyt suspendéiert ass, gëtt gläichzäiteg an déi negativ an déi positiv Plack am Elektrolyt agebaut. Duerch déi zwou Elektroden gëtt d'Method anodesch Oxidatioun aktivéiert. D'Uewerfläch vum Graphit gëtt zu enger Carbokation oxidéiert. Gläichzäiteg, ënner der kombinéierter Wierkung vun der elektrostatischer Attraktioun an der Diffusioun vun der Konzentratiounsdifferenz, ginn Säureionen oder aner polar Interkalantenionen tëscht de Graphitschichten agebett, fir e expandablen Graphit ze bilden.
Am Verglach mat der chemescher Oxidatiounsmethod ass d'elektrochemesch Method fir d'Virbereedung vun expansivem Graphit am ganze Prozess ouni d'Benotzung vun engem Oxidatiounsmëttel. D'Behandlungsquantitéit ass grouss, d'Reschtquantitéit vu korrosive Substanzen ass kleng, den Elektrolyt kann no der Reaktioun recycléiert ginn, d'Quantitéit u Säure gëtt reduzéiert, d'Käschte ginn gespuert, d'Ëmweltverschmotzung gëtt reduzéiert, de Schued un der Ausrüstung ass niddreg an d'Liewensdauer gëtt verlängert. An de leschte Joren ass d'elektrochemesch Method lues a lues déi bevorzugt Method fir d'Virbereedung vun expansivem Graphit vu ville Betriber ginn, mat ville Virdeeler.
D'Gasphasendiffusiounsmethod besteet doran, expandierbarem Graphit ze produzéieren, andeems den Interkalator mat Graphit a gasfërmeger Form a Kontakt kënnt an eng Interkalatiounsreaktioun duerchgefouert gëtt. Am Allgemengen ginn de Graphit an den Insert un béide Enden vum hëtzebeständege Glasreaktor placéiert, an de Vakuum gëtt gepompelt a versiegelt, dofir ass se och als Zweikammermethod bekannt. Dës Method gëtt dacks benotzt fir Halogenid -EG an Alkalimetall -EG an der Industrie ze synthetiséieren.
Virdeeler: d'Struktur an d'Reiefolleg vum Reaktor kënne kontrolléiert ginn, an d'Reaktanten an d'Produkter kënnen einfach getrennt ginn.
Nodeeler: Den Reaktiounsapparat ass méi komplex, d'Operatioun ass méi schwéier, sou datt d'Leeschtung limitéiert ass, an d'Reaktioun muss ënner héijen Temperaturbedingungen duerchgefouert ginn, d'Zäit ass méi laang, an d'Reaktiounsbedingunge si ganz héich, d'Virbereedungsëmfeld muss Vakuum sinn, sou datt d'Produktiounskäschte relativ héich sinn, net gëeegent fir grouss Produktiounsapplikatiounen.
D'Method mat gemëschter Flëssegkeetsphas besteet doran, dat agebaute Material direkt mat Graphit ze vermëschen, ënner dem Schutz vun der Mobilitéit vun engem Inertgas oder engem Dichtungssystem fir d'Hëtzreaktioun, fir expandéierbare Graphit ze preparéieren. Si gëtt allgemeng fir d'Synthese vun Alkalimetall-Graphit-Interlaminarverbindungen (GICs) benotzt.
Virdeeler: De Reaktiounsprozess ass einfach, d'Reaktiounsgeschwindegkeet ass séier, andeems d'Verhältnes vu Graphit-Rohmaterialien an Asätz geännert gëtt, kann eng gewësse Struktur an Zesummesetzung vum expandablen Graphit erreechen, wat méi gëeegent ass fir d'Masseproduktioun.
Nodeeler: Dat geformt Produkt ass onstabil, et ass schwéier mat der fräier agebauter Substanz ëmzegoen, déi un der Uewerfläch vun de GICs befestegt ass, an et ass schwéier d'Konsistenz vun de Graphit-interlamellare Verbindungen ze garantéieren, wann eng grouss Zuel vun der Synthese gemaach gëtt.
D'Schmëlzmethod besteet doran, Graphit mat Interkalatiounsmaterial ze vermëschen an ze hëtzen, fir expandéierbare Graphit ze preparéieren. Baséierend op der Tatsaach, datt eutektesch Komponenten de Schmelzpunkt vum System (ënner dem Schmelzpunkt vun all Komponent) senke kënnen, ass et eng Method fir d'Virbereedung vun ternären oder multikomponenten GICs, andeems zwou oder méi Substanzen (déi e geschmollte Salzsystem musse kënne bilden) gläichzäiteg tëscht Graphitschichten agefouert ginn. Allgemeng bei der Virbereedung vu Metallchloriden - GICs benotzt.
Virdeeler: D'Syntheseprodukt huet eng gutt Stabilitéit, ass einfach ze wäschen, huet en einfachen Reaktiounsapparat, ass niddreg Reaktiounstemperatur a kuerz Zäit, a gëeegent fir eng grouss Produktioun.
Nodeeler: et ass schwéier, d'Uerdnungsstruktur an d'Zesummesetzung vum Produkt am Reaktiounsprozess ze kontrolléieren, an et ass schwéier, d'Konsistenz vun der Uerdnungsstruktur an der Zesummesetzung vum Produkt an der Massesynthese ze garantéieren.
Déi Drockmethod besteet doran, Graphitmatrix mat Äerdalkalimetall- a Selteneräerdmetallpulver ze vermëschen a reagéieren, fir M-GICS ënner Drockbedingungen ze produzéieren.
Nodeeler: Nëmmen wann den Dampdrock vum Metall e bestëmmte Schwellwäert iwwerschreit, kann d'Insertiounsreaktioun duerchgefouert ginn; Wann d'Temperatur awer ze héich ass, kann et liicht sinn, datt Metall a Graphit Karbider bilden, eng negativ Reaktioun, dofir muss d'Reaktiounstemperatur an engem bestëmmte Beräich geregelt ginn. D'Insertiounstemperatur vu seltenen Äerdmetaller ass ganz héich, dofir muss Drock ugewannt ginn, fir d'Reaktiounstemperatur ze reduzéieren. Dës Method ass gëeegent fir d'Virbereedung vu Metall-GICS mat engem niddrege Schmelzpunkt, awer den Apparat ass komplizéiert an d'Betribsufuerderunge si streng, dofir gëtt se elo selten benotzt.
Explosiv Methode benotzen normalerweis Graphit an Expansiounsmëttel wéi KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O Pyropyros oder Mëschunge vun deenen hiergestallte Materialien. Wann et erhëtzt gëtt, oxidéiert a bildt de Graphit gläichzäiteg eng Kambiumverbindung, déi dann op eng "explosiv" Manéier expanéiert gëtt, wouduerch expanéiert Graphit entsteet. Wann Metallsalz als Expansiounsmëttel benotzt gëtt, ass d'Produkt méi komplex, well et net nëmmen expanéiert Graphit, mä och Metall enthält.
