Kemisk oxidationsmetod är en traditionell metod för framställning av utbyggbar grafit. I denna metod blandas naturlig fling -grafit med lämpligt oxidant- och interkalerande medel, kontrolleras vid en viss temperatur, omröras ständigt och tvättas, filtreras och torkas för att erhålla utbyggbar grafit. Kemisk oxidationsmetod har blivit en relativt mogen metod i industrin med fördelarna med enkel utrustning, bekväm drift och låg kostnad.
The process steps of chemical oxidation include oxidation and intercalation.The oxidation of graphite is the basic condition for the formation of expandable graphite, because whether the intercalation reaction can proceed smoothly depends on the degree of opening between the graphite layers.And natural graphite at room temperature has excellent stability and acid and alkali resistance, so it does not react with acid and alkali, therefore, the addition of oxidant has become a necessary key component in kemisk oxidation.
Det finns många typer av oxidanter, vanligtvis använda oxidanter är fasta oxidanter (såsom kaliumpermanganat, kaliumdikromat, kromtrioxid, kaliumklorat, etc.), kan också vara en del oxiderande flytande oxidanter (såsom väteperoxid, salpet syra, etc.). Det konstateras under de senaste åren att kaliumpermanganat är den huvudsakliga oxidanten som används vid framställning av utbyggbar grafit.
Under verkan av oxidationsmedel oxideras grafit och de neutrala nätverksmakromolekylerna i grafitskiktet blir plana makromolekyler med positiv laddning. På grund av den avvisande effekten av samma positiva laddning ökar avståndet mellan grafitskikten, vilket ger en kanal och utrymme för interkalatorn att komma in i grafitskiktet smidigt. I beredningsprocessen för utbyggbar grafit är det interkalerande medlet huvudsakligen syra. Under de senaste åren använder forskare huvudsakligen svavelsyra, salpetersyra, fosforsyra, perklorsyra, blandad syra och glacial ättiksyra.
Elektrokemisk metod är i en konstant ström, med den vattenhaltiga lösningen av insatsen som elektrolyt-, grafit- och metallmaterial (rostfritt stålmaterial, platinplatta, blyplatta, titanplatta, etc.) utgör en sammansatt anod, metallmaterial som är insatt i elektrolyten som katod, bildar en stängning; Eller grafiten suspenderad i elektrolyten, i elektrolyten samtidigt som insattes i den negativa och positiva plattan, genom de två elektroderna är aktiverade metoden, anodisk oxidation. Ytan på grafit oxideras till Carbocation. Samtidigt, under den kombinerade verkan av elektrostatisk attraktion och koncentrationsskillnadsdiffusion, är syrajoner eller andra polära interkalanta joner inbäddade mellan grafitskikten för att bilda utbyggbar grafit.
Jämfört med den kemiska oxidationsmetoden, den elektrokemiska metoden för framställning av utvidgbar grafit i hela processen utan användning av oxidant, är behandlingsmängden stor, den återstående mängden frätande ämnen är liten, elektrolyten kan återvinnas efter reaktionen, mängden syra är reducerad, kostnaden är sparad, miljön är reducerad, den skador är lågt och det är att det är låga år, vilket är beloppet, det är att det är saltt, den minskade miljöföroreningar är reducerad, den skador är lågt, det är lågt, det är att det är saltet, det är minskat. Metoden har gradvis blivit den föredragna metoden för att förbereda utbyggbar grafit av många företag med många fördelar.
Gasfasdiffusionsmetoden är att producera utbyggbar grafit genom att kontakta interkalatorn med grafit i gasform och interkalerande reaktion. Generellt, grafiten och insatsen placeras i båda ändarna av värmesistenta glasreaktor, och vakuumet är pumpat och förseglat, så det är också känt som den två kammarmetoden. Detta metod är ofta använda och det är också känt.
Fördelar: Reaktorns struktur och ordning kan kontrolleras och reaktanter och produkter kan enkelt separeras.
Nackdelar: Reaktionsanordningen är mer komplex, operationen är svårare, så utgången är begränsad, och reaktionen som ska genomföras under höga temperaturförhållanden, tiden är längre och reaktionsförhållandena är mycket hög, beredningsmiljön måste vara vakuum, så produktionskostnaden är relativt hög, inte lämplig för storskaliga produktionsapplikationer.
Den blandade vätskefasmetoden är att direkt blanda det insatta materialet med grafit, under skydd av rörligheten hos inert gas eller tätningssystem för uppvärmningsreaktion för att framställa utbyggbar grafit. Det används vanligtvis för syntes av alkali-metallgrafit-interlaminära föreningar (GIC).
Fördelar: Reaktionsprocessen är enkel, reaktionshastigheten är snabb genom att ändra förhållandet mellan grafit råvaror och insatser kan nå en viss struktur och sammansättning av utbyggbar grafit, mer lämplig för massproduktion.
Nackdelar: Den bildade produkten är instabil, det är svårt att hantera det fria insatta ämnet fästa vid ytan av GIC: er, och det är svårt att säkerställa konsistensen av grafitinterlamellära föreningar när ett stort antal syntes.
Smältmetoden är att blanda grafit med interkalerande material och värme för att framställa utbyggbar grafit. Baserat på det faktum att eutektiska komponenter kan sänka smältpunkten för systemet (under smältpunkten för varje komponent), är det en metod för beredning av ternära eller multicomponent Gics genom att infoga två eller mer substanser (som måste kunna formas till en molnig saltning) Metallklorider - GICS.
Fördelar: Syntesprodukten har god stabilitet, lätt att tvätta, enkel reaktionsanordning, låg reaktionstemperatur, kort tid, lämplig för storskalig produktion.
Nackdelar: Det är svårt att kontrollera orderstrukturen och sammansättningen av produkten i reaktionsprocessen, och det är svårt att säkerställa konsistensen i orderstrukturen och sammansättningen av produkten i masssyntes.
Den trycksatta metoden är att blanda grafitmatris med alkalisk jordmetall och sällsynt jordartsmetallpulver och reagera för att producera M-GIC under trycksatta förhållanden.
Nackdelar: Endast när metallens ångtryck överskrider en viss tröskel kan införingsreaktionen genomföras; However, the temperature is too high, easy to cause metal and graphite to form carbides, negative reaction, so the reaction temperature must be regulated in a certain range.The insertion temperature of rare earth metals is very high, so pressure must be applied to reduce the reaction temperature.This method is suitable for the preparation of metal-GICS with low melting point, but the device is complicated and the operation requirements are strict, so it is rarely used now.
Explosiv metod använder i allmänhet grafit- och expansionsmedel såsom KCLO4, MG (CLO4) 2 · NH2O, Zn (NO3) 2 · NH2O -pyropyros eller blandningar beredd, när den är uppvärmd, grafit kommer att samtidigt oxidation och intercalation -reaktion Cambium -förening, som sedan expanderas i en "Expredifosive", som kommer att bli examen, som är exponerad. Produkten är mer komplex, som inte bara har utökat grafit, utan också metall.
