Kjemisk oksidasjonsmetode er en tradisjonell metode for å fremstille utvidbar grafitt. I denne metoden blandes naturlig flakegrafitt med passende oksidant og interkaleringsmiddel, kontrollert ved en viss temperatur, stadig omrørt og vasket, filtrert og tørket for å oppnå utvidbar grafitt. Kjemisk oksidasjonsmetode har blitt en relativt moden metode i industrien med fordelene med enkelt utstyr, praktisk drift og lave kostnader.
Prosesstrinnene for kjemisk oksidasjon inkluderer oksidasjon og interkalasjon. Oksidasjon av grafitt er den grunnleggende tilstanden for dannelse av utvidbar grafitt, fordi hvorvidt interkalasjonsreaksjonen kan fortsette jevnt, avhenger av graden av åpningen mellom grafittlagene. Og den nødvendig oksidasjon.
Det er mange typer oksidanter, vanligvis brukte oksidanter er faste oksidanter (for eksempel kaliumpermanganat, kaliumdikromat, kromtrioksid, kaliumklorat, etc.), kan også være noe oksidasjon av flytende oksidanter (som hydrogenperoksid, nitric ac.). De siste årene er det funnet at kaliumpermanganat er den viktigste oksidanten som brukes til å fremstille utvidbar grafitt.
Under virkningen av oksidasjonsmottaker oksyderes grafitt og de nøytrale nettverksmakromolekyler i grafittlaget blir plane makromolekyler med positiv ladning. På grunn av den frastøtende effekten av den samme positive ladningen øker avstanden mellom grafittlagene, noe som gir en kanal og rom for interkalatoren til å komme inn i grafittlaget jevnt. I forberedelsesprosessen med utvidbar grafitt er det interkaleringsmiddel hovedsakelig surt. De siste årene bruker forskere hovedsakelig svovelsyre, salpetersyre, fosforsyre, perklorsyre, blandet syre og iseddik.
Elektrokjemisk metode er i en konstant strøm, med den vandige oppløsningen av innsatsen som elektrolytten, grafitt og metallmaterialer (rustfritt stålmateriale, platinaplate, blyplate, titanplate, etc.) utgjør en sammensatt anode, metallmaterialer satt inn i elektrolytten som katode, og danner en lukket sløyfe; Eller grafitten suspendert i elektrolytten, i elektrolytten samtidig satt inn i den negative og positive platen, gjennom de to elektrodene er energisk metode, anodisk oksidasjon. Overflaten til grafitt oksideres til karbokasjon. Samtidig, under kombinert virkning av elektrostatisk tiltrekning og konsentrasjonsforskjell diffusjon, er syreioner eller andre polare interkalante ioner innebygd mellom grafittlagene for å danne utvidbar grafitt.
Sammenlignet med den kjemiske oksidasjonsmetoden, den elektrokjemiske metoden for fremstilling av ekspansabel grafitt i hele prosessen uten bruk av oksidant, er behandlingsmengden stor, den gjenværende mengden etsende stoffer er liten, elektryten kan resirkuleres etter at reaksjonen er redusert. Elektrokjemisk metode har gradvis blitt den foretrukne metoden for å fremstille utvidbar grafitt av mange foretak med mange fordeler.
Gassfasediffusjonsmetoden er å produsere utvidbar grafitt ved å kontakte interkalatoren med grafitt i gassform og interkalasjonsreaksjon. Generelt sett er grafitten og innsatsen plassert i begge ender av den varme-resistente glassreaktoren, og støvsuget er også pumpet og forseglet, så det er også kjent som to-chamber-metoden. industri.
Fordeler: Strukturen og rekkefølgen på reaktoren kan kontrolleres, og reaktantene og produktene kan enkelt skilles.
Ulemper: Reaksjonsanordningen er mer kompleks, operasjonen er vanskeligere, så utgangen er begrenset, og reaksjonen som skal utføres under høye temperaturforhold, tiden er lengre, og reaksjonsforholdene er veldig høye, preparatmiljøet må være vakuum, så produksjonskostnaden er relativt høy, ikke egnet for storskala produksjonsapplikasjoner.
Den blandede væskefasemetoden er å direkte blande det innsatte materialet med grafitt, under beskyttelse av mobiliteten til inert gass eller tetningssystem for oppvarmingsreaksjon for å fremstille utvidbar grafitt. Det brukes ofte til syntese av alkali-grafitt-interlaminarforbindelser (GICs).
Fordeler: Reaksjonsprosessen er enkel, reaksjonshastigheten er rask, ved å endre forholdet mellom grafitt råvarer og innlegg kan nå en viss struktur og sammensetning av utvidbar grafitt, mer egnet for masseproduksjon.
Ulemper: Det dannede produktet er ustabilt, det er vanskelig å håndtere det gratis innsatte stoffet festet til overflaten av GIC -er, og det er vanskelig å sikre konsistensen av grafitt -interlamellære forbindelser når et stort antall syntese.
Smeltende metoden er å blande grafitt med interkalasjonsmateriale og varme for å fremstille utvidbar grafitt. Basert på det faktum at eutektiske komponenter kan senke smeltepunktet i systemet (under smeltepunktet til hver komponent), er det en metode for preparatet av ternalt eller multikomponent GICs ved å sette inn to eller flere stoffer (som kan være i stand til å være en mol -komponent GIC - Forberedelse av metallklorider - GICS.
Fordeler: Synteseproduktet har god stabilitet, enkel å vaske, enkel reaksjonsanordning, lav reaksjonstemperatur, kort tid, egnet for storstilt produksjon.
Ulemper: Det er vanskelig å kontrollere ordensstrukturen og sammensetningen av produktet i reaksjonsprosessen, og det er vanskelig å sikre konsistensen av ordensstrukturen og sammensetningen av produktet i massesyntese.
Den trykksatte metoden er å blande grafittmatrise med alkalisk jordmetall og sjeldent jordmetallpulver og reagere for å produsere M-GIC under trykkforhold.
Ulemper: Bare når damptrykket til metallet overstiger en viss terskel, kan innsettingsreaksjonen utføres; Imidlertid er temperaturen for høy, lett å forårsake metall og grafitt til å danne karbider, negativ reaksjon, så reaksjonstemperaturen må reguleres i et visst område. Innsettingstemperaturen til sjeldne jordmetaller er veldig høyt, så trykk må brukes for å redusere reaksjonstemperaturen. Denne metoden er egnet for å preparatet av metall-gics med lave smeltepunkt, men enheten er komplisert og driftskravene er strik.
Eksplosiv metode bruker generelt grafitt- og ekspansjonsmiddel som KCLO4, Mg (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O pyropyros eller blandinger fremstilt, når den er oppvarmet, vil grafen utvide seg i en " Produktet er mer sammensatt, som ikke bare har utvidet grafitt, men også metall.
