रासायनिक अक्सिडेशन विधि विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्ने परम्परागत विधि हो। यस विधिमा, प्राकृतिक फ्लेक ग्रेफाइटलाई उपयुक्त अक्सिडेन्ट र इन्टरक्यालेटिंग एजेन्टसँग मिसाइन्छ, निश्चित तापक्रममा नियन्त्रण गरिन्छ, निरन्तर हलचल गरिन्छ, र विस्तारयोग्य ग्रेफाइट प्राप्त गर्न धोइन्छ, फिल्टर गरिन्छ र सुकाइन्छ। रासायनिक अक्सिडेशन विधि सरल उपकरण, सुविधाजनक सञ्चालन र कम लागतको फाइदाहरूको साथ उद्योगमा अपेक्षाकृत परिपक्व विधि बनेको छ।
रासायनिक अक्सिडेशनको प्रक्रिया चरणहरूमा अक्सिडेशन र इन्टरक्यालेसन समावेश छन्। ग्रेफाइटको अक्सिडेशन विस्तारयोग्य ग्रेफाइटको गठनको लागि आधारभूत अवस्था हो, किनभने इन्टरक्यालेसन प्रतिक्रिया सहज रूपमा अगाडि बढ्न सक्छ कि सक्दैन भन्ने कुरा ग्रेफाइट तहहरू बीचको खुल्ने डिग्रीमा निर्भर गर्दछ। र कोठाको तापक्रममा प्राकृतिक ग्रेफाइटमा उत्कृष्ट स्थिरता र एसिड र क्षार प्रतिरोध हुन्छ, त्यसैले यसले एसिड र क्षारसँग प्रतिक्रिया गर्दैन, त्यसैले, अक्सिडेन्ट थप्नु रासायनिक अक्सिडेशनमा आवश्यक प्रमुख घटक बनेको छ।
धेरै प्रकारका अक्सिडेन्टहरू हुन्छन्, सामान्यतया प्रयोग हुने अक्सिडेन्टहरू ठोस अक्सिडेन्टहरू हुन् (जस्तै पोटासियम परम्याङ्गनेट, पोटासियम डाइक्रोमेट, क्रोमियम ट्राइअक्साइड, पोटासियम क्लोरेट, आदि), केही अक्सिडाइजिंग तरल अक्सिडेन्टहरू पनि हुन सक्छन् (जस्तै हाइड्रोजन पेरोक्साइड, नाइट्रिक एसिड, आदि)। हालैका वर्षहरूमा यो पत्ता लागेको छ कि पोटासियम परम्याङ्गनेट विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्न प्रयोग गरिने मुख्य अक्सिडेन्ट हो।
अक्सिडाइजरको कार्य अन्तर्गत, ग्रेफाइट अक्सिडाइज हुन्छ र ग्रेफाइट तहमा रहेका तटस्थ नेटवर्क म्याक्रोमोलेक्युलहरू सकारात्मक चार्ज भएका समतल म्याक्रोमोलेक्युलहरू बन्छ। उही सकारात्मक चार्जको विकर्षक प्रभावको कारण, ग्रेफाइट तहहरू बीचको दूरी बढ्छ, जसले इन्टरक्यालेटरलाई ग्रेफाइट तहमा सहज रूपमा प्रवेश गर्न च्यानल र ठाउँ प्रदान गर्दछ। विस्तारयोग्य ग्रेफाइटको तयारी प्रक्रियामा, इन्टरक्यालेटिंग एजेन्ट मुख्यतया एसिड हुन्छ। हालका वर्षहरूमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले मुख्यतया सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, फस्फोरिक एसिड, पर्क्लोरिक एसिड, मिश्रित एसिड र हिमनदी एसिटिक एसिड प्रयोग गर्छन्।
इलेक्ट्रोकेमिकल विधि स्थिर प्रवाहमा हुन्छ, जसमा इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा घुसाइएको जलीय घोल, ग्रेफाइट र धातु सामग्रीहरू (स्टेनलेस स्टील सामग्री, प्लेटिनम प्लेट, लिड प्लेट, टाइटेनियम प्लेट, आदि) ले एक समग्र एनोड बनाउँछ, इलेक्ट्रोलाइटमा क्याथोडको रूपमा घुसाइएको धातु सामग्रीहरू, बन्द लूप बनाउँछ; वा इलेक्ट्रोलाइटमा निलम्बित ग्रेफाइट, नकारात्मक र सकारात्मक प्लेटमा घुसाइएको एकै समयमा इलेक्ट्रोलाइटमा, दुई इलेक्ट्रोडहरू मार्फत ऊर्जावान विधि, एनोडिक अक्सिडेशन गरिन्छ। ग्रेफाइटको सतह कार्बोकेसनमा अक्सिडाइज हुन्छ। एकै समयमा, इलेक्ट्रोस्टेटिक आकर्षण र सांद्रता भिन्नता प्रसारको संयुक्त कार्य अन्तर्गत, एसिड आयनहरू वा अन्य ध्रुवीय इन्टरक्यालेन्ट आयनहरू विस्तारयोग्य ग्रेफाइट बनाउन ग्रेफाइट तहहरू बीच एम्बेड गरिन्छ।
रासायनिक अक्सिडेशन विधिको तुलनामा, अक्सिडेन्टको प्रयोग बिना सम्पूर्ण प्रक्रियामा विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्ने इलेक्ट्रोकेमिकल विधि, उपचार मात्रा ठूलो छ, संक्षारक पदार्थहरूको अवशिष्ट मात्रा सानो छ, प्रतिक्रिया पछि इलेक्ट्रोलाइट पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ, एसिडको मात्रा कम हुन्छ, लागत बचत हुन्छ, वातावरणीय प्रदूषण कम हुन्छ, उपकरणमा हुने क्षति कम हुन्छ, र सेवा जीवन बढ्छ। हालका वर्षहरूमा, धेरै फाइदाहरू भएका धेरै उद्यमहरूद्वारा विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्ने इलेक्ट्रोकेमिकल विधि बिस्तारै मनपर्ने विधि बनेको छ।
ग्यास-फेज प्रसार विधि भनेको इन्टरकलेटरलाई ग्यासीय रूपमा ग्रेफाइटसँग सम्पर्क गरेर र इन्टरकलेटिंग प्रतिक्रिया गरेर विस्तारयोग्य ग्रेफाइट उत्पादन गर्नु हो। सामान्यतया, ग्रेफाइट र इन्सर्टलाई ताप-प्रतिरोधी गिलास रिएक्टरको दुबै छेउमा राखिन्छ, र भ्याकुमलाई पम्प र सिल गरिन्छ, त्यसैले यसलाई दुई-चेम्बर विधि पनि भनिन्छ। यो विधि प्रायः उद्योगमा हलाइड -EG र क्षारीय धातु -EG संश्लेषण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
फाइदाहरू: रिएक्टरको संरचना र क्रम नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, र रिएक्टन्ट र उत्पादनहरू सजिलै अलग गर्न सकिन्छ।
बेफाइदाहरू: प्रतिक्रिया उपकरण बढी जटिल छ, सञ्चालन बढी गाह्रो छ, त्यसैले आउटपुट सीमित छ, र उच्च तापक्रम अवस्थाहरूमा गरिने प्रतिक्रिया, समय लामो छ, र प्रतिक्रिया अवस्था धेरै उच्च छ, तयारी वातावरण भ्याकुम हुनुपर्छ, त्यसैले उत्पादन लागत अपेक्षाकृत उच्च छ, ठूलो मात्रामा उत्पादन अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छैन।
मिश्रित तरल चरण विधि भनेको विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्नको लागि निष्क्रिय ग्यास वा ताप प्रतिक्रियाको लागि सिलिङ प्रणालीको गतिशीलताको सुरक्षा अन्तर्गत घुसाइएको सामग्रीलाई ग्रेफाइटसँग सिधै मिसाउनु हो। यो सामान्यतया क्षारीय धातु-ग्रेफाइट इन्टरल्यामिनर यौगिकहरू (GICs) को संश्लेषणको लागि प्रयोग गरिन्छ।
फाइदाहरू: प्रतिक्रिया प्रक्रिया सरल छ, प्रतिक्रिया गति छिटो छ, ग्रेफाइट कच्चा पदार्थ र इन्सर्टहरूको अनुपात परिवर्तन गरेर विस्तारयोग्य ग्रेफाइटको निश्चित संरचना र संरचनामा पुग्न सकिन्छ, जुन ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि उपयुक्त छ।
बेफाइदाहरू: बनेको उत्पादन अस्थिर हुन्छ, GICs को सतहमा जोडिएको मुक्त घुसाइएको पदार्थसँग व्यवहार गर्न गाह्रो हुन्छ, र ठूलो संख्यामा संश्लेषण गर्दा ग्रेफाइट इन्टरलेमेलर यौगिकहरूको स्थिरता सुनिश्चित गर्न गाह्रो हुन्छ।
पग्लने विधि भनेको ग्रेफाइटलाई इन्टरकलेटिंग सामग्री र तापसँग मिसाएर विस्तारयोग्य ग्रेफाइट तयार गर्नु हो। युटेक्टिक कम्पोनेन्टहरूले प्रणालीको पग्लने बिन्दु (प्रत्येक कम्पोनेन्टको पग्लने बिन्दुभन्दा तल) कम गर्न सक्छन् भन्ने तथ्यमा आधारित, यो ग्रेफाइट तहहरू बीच एकैसाथ दुई वा बढी पदार्थहरू (जुन पग्लिएको नुन प्रणाली बनाउन सक्षम हुनुपर्छ) घुसाएर टर्नरी वा बहु-घटक GIC हरू तयार गर्ने विधि हो। सामान्यतया धातु क्लोराइडहरूको तयारीमा प्रयोग गरिन्छ - GICs।
फाइदाहरू: संश्लेषण उत्पादनमा राम्रो स्थिरता, धुन सजिलो, सरल प्रतिक्रिया उपकरण, कम प्रतिक्रिया तापमान, छोटो समय, ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि उपयुक्त छ।
बेफाइदाहरू: प्रतिक्रिया प्रक्रियामा उत्पादनको क्रम संरचना र संरचना नियन्त्रण गर्न गाह्रो हुन्छ, र द्रव्यमान संश्लेषणमा उत्पादनको क्रम संरचना र संरचनाको स्थिरता सुनिश्चित गर्न गाह्रो हुन्छ।
दबाबयुक्त विधि भनेको ग्रेफाइट म्याट्रिक्सलाई क्षारीय अर्थ धातु र दुर्लभ अर्थ धातुको पाउडरसँग मिसाउनु हो र दबाबयुक्त अवस्थामा M-GICS उत्पादन गर्न प्रतिक्रिया गर्नु हो।
बेफाइदाहरू: धातुको वाष्प चाप निश्चित सीमा नाघेपछि मात्र सम्मिलित प्रतिक्रिया गर्न सकिन्छ; यद्यपि, तापक्रम धेरै उच्च छ, धातु र ग्रेफाइटले कार्बाइडहरू बनाउन सजिलो छ, नकारात्मक प्रतिक्रिया, त्यसैले प्रतिक्रिया तापमान निश्चित दायरामा नियमन गर्नुपर्छ। दुर्लभ पृथ्वी धातुहरूको सम्मिलित तापमान धेरै उच्च छ, त्यसैले प्रतिक्रिया तापमान कम गर्न दबाब लागू गर्नुपर्छ। यो विधि कम पग्लने बिन्दु भएको धातु-GICS को तयारीको लागि उपयुक्त छ, तर उपकरण जटिल छ र सञ्चालन आवश्यकताहरू कडा छन्, त्यसैले यो अहिले विरलै प्रयोग गरिन्छ।
विस्फोटक विधिमा सामान्यतया KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O जस्ता ग्रेफाइट र विस्तार एजेन्टहरू प्रयोग गरिन्छ। पाइरोपाइरोस वा तयार पारिएको मिश्रणहरू, जब यसलाई तताइन्छ, ग्रेफाइटले एकैसाथ क्याम्बियम यौगिकलाई अक्सिडेशन र इन्टरकलेसन प्रतिक्रिया गर्नेछ, जुन त्यसपछि "विस्फोटक" तरिकाले विस्तार गरिन्छ, यसरी विस्तारित ग्रेफाइट प्राप्त हुन्छ। जब धातुको नुनलाई विस्तार एजेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, उत्पादन बढी जटिल हुन्छ, जसमा विस्तारित ग्रेफाइट मात्र होइन, धातु पनि हुन्छ।
