Njia ya oxidation ya kemikali ni njia ya jadi ya kuandaa grafiti inayoweza kupanuka. Kwa njia hii, grafiti ya asili ya flake huchanganywa na kioksidishaji sahihi na wakala wa kuingiliana, kudhibitiwa kwa joto fulani, daima kuchochewa, na kuosha, kuchujwa na kukaushwa ili kupata grafiti inayoweza kupanuka. Njia ya oxidation ya kemikali imekuwa njia ya kukomaa katika tasnia na faida za vifaa rahisi, operesheni rahisi na gharama ya chini.
Hatua za mchakato wa oxidation ya kemikali ni pamoja na oxidation na intercalation.Oxidation ya grafiti ni hali ya msingi ya kuundwa kwa grafiti inayoweza kupanuka, kwa sababu kama mmenyuko wa kuingiliana unaweza kuendelea vizuri inategemea kiwango cha ufunguzi kati ya tabaka za grafiti.Na grafiti ya asili kwenye joto la kawaida ina utulivu bora na upinzani wa asidi na alkali, kwa hiyo haina kuguswa na oksidi muhimu, kwa hiyo, asidi muhimu ya alkali inakuwa muhimu. oxidation ya kemikali.
Kuna aina nyingi za vioksidishaji, vioksidishaji vinavyotumika kwa ujumla ni vioksidishaji vikali (kama vile pamanganeti ya potasiamu, dikromati ya potasiamu, trioksidi ya chromium, klorati ya potasiamu, nk), pia inaweza kuwa vioksidishaji wa kioevu wa vioksidishaji (kama vile peroksidi ya hidrojeni, asidi ya nitriki, nk). Imegunduliwa katika miaka ya hivi karibuni kwamba permanganate ya potasiamu ndiyo kioksidishaji kikuu kinachotumiwa katika kuandaa grafiti inayoweza kupanuka.
Chini ya hatua ya kioksidishaji, grafiti hutiwa oksidi na macromolecules ya mtandao wa neutral kwenye safu ya grafiti huwa macromolecules ya planar na malipo mazuri. Kwa sababu ya athari ya kuchukiza ya malipo chanya sawa, umbali kati ya tabaka za grafiti huongezeka, ambayo hutoa chaneli na nafasi kwa kiunganishi kuingia kwenye safu ya grafiti vizuri. Katika mchakato wa maandalizi ya grafiti inayoweza kupanuka, wakala wa kuingiliana ni hasa asidi. Katika miaka ya hivi karibuni, watafiti hutumia hasa asidi ya sulfuriki, asidi ya nitriki, asidi ya fosforasi, asidi ya perkloric, asidi mchanganyiko na asidi ya glacial asetiki.
Electrochemical mbinu ni katika mkondo wa mara kwa mara, pamoja na mmumunyo wa maji ya kuingizwa kama elektroliti, grafiti na chuma vifaa (nyenzo chuma cha pua, sahani platinamu, sahani risasi, sahani titan, nk) kujumuisha anodi Composite, vifaa vya chuma kuingizwa katika electrolyte kama cathode, kutengeneza kitanzi kufungwa; Au grafiti kusimamishwa katika electrolyte, katika electrolyte wakati huo huo kuingizwa katika sahani hasi na chanya, kwa njia ya electrodes mbili ni energized njia, anodic oxidation. Uso wa grafiti ni oxidized kwa carbocation. Wakati huo huo, chini ya hatua ya pamoja ya mvuto wa umeme na uenezaji wa tofauti ya ukolezi, ioni za asidi au ioni nyingine za polar intercalant hupachikwa kati ya tabaka za grafiti ili kuunda grafiti inayoweza kupanuka.
Ikilinganishwa na njia ya oxidation ya kemikali, njia ya electrochemical kwa ajili ya maandalizi ya grafiti inayoweza kupanuliwa katika mchakato mzima bila kutumia kioksidishaji, kiasi cha matibabu ni kikubwa, kiasi cha mabaki ya dutu babuzi ni ndogo, elektroliti inaweza kusindika baada ya mmenyuko, kiasi cha asidi hupunguzwa, gharama huhifadhiwa, uchafuzi wa mazingira kwa huduma hupunguzwa, uharibifu wa mazingira kwa miaka ya hivi karibuni ni mdogo, uharibifu wa huduma umepunguzwa. njia ya kielektroniki imekuwa njia inayopendekezwa ya kuandaa grafiti inayoweza kupanuka na biashara nyingi zilizo na faida nyingi.
Njia ya uenezaji wa awamu ya gesi ni kuzalisha grafiti inayoweza kupanuka kwa kuwasiliana na kiingilizi chenye grafiti katika fomu ya gesi na mmenyuko wa kuingiliana. Kwa ujumla, grafiti na kichocheo huwekwa kwenye ncha zote mbili za kiyeyeyusha kioo kinachostahimili joto, na utupu hupigwa na kufungwa, kwa hiyo inajulikana pia kama njia ya vyumba viwili vya kuunganisha chuma -EG na kuunganisha sekta ya chuma mara nyingi hutumiwa.
Manufaa: muundo na mpangilio wa kinu inaweza kudhibitiwa, na viitikio na bidhaa vinaweza kutenganishwa kwa urahisi.
Hasara: kifaa cha mmenyuko ni ngumu zaidi, operesheni ni ngumu zaidi, kwa hivyo pato ni mdogo, na majibu yanapaswa kufanywa chini ya hali ya joto la juu, muda ni mrefu, na hali ya majibu ni ya juu sana, mazingira ya maandalizi lazima iwe utupu, hivyo gharama ya uzalishaji ni ya juu kiasi, haifai kwa maombi ya uzalishaji wa kiasi kikubwa.
Njia ya awamu ya kioevu iliyochanganywa ni kuchanganya moja kwa moja nyenzo zilizoingizwa na grafiti, chini ya ulinzi wa uhamaji wa gesi ya inert au mfumo wa kuziba kwa majibu ya joto ili kuandaa grafiti inayoweza kupanuka. Ni kawaida kutumika kwa ajili ya usanisi wa alkali metal-graphite interlaminar misombo (GICs).
Manufaa: Mchakato wa mmenyuko ni rahisi, kasi ya mmenyuko ni ya haraka, kwa kubadilisha uwiano wa malighafi ya grafiti na kuwekeza kunaweza kufikia muundo fulani na muundo wa grafiti inayoweza kupanuka, inayofaa zaidi kwa ajili ya uzalishaji wa wingi.
Hasara: Bidhaa iliyotengenezwa haina msimamo, ni vigumu kukabiliana na dutu ya bure iliyoingizwa iliyounganishwa kwenye uso wa GICs, na ni vigumu kuhakikisha uthabiti wa misombo ya grafiti interlamellar wakati idadi kubwa ya awali.
Mbinu ya kuyeyuka ni kuchanganya grafiti na nyenzo zinazoingiliana na joto ili kuandaa grafiti inayoweza kupanuka.Kulingana na ukweli kwamba vipengele vya eutectic vinaweza kupunguza kiwango cha myeyuko wa mfumo (chini ya kiwango cha myeyuko wa kila sehemu), ni njia ya utayarishaji wa GIC ya ternary au multicomponent kwa kuingiza vitu viwili au zaidi (ambayo lazima iweze kuunda safu ya chumvi kwa wakati mmoja). kutumika katika maandalizi ya kloridi za chuma - GICs.
Manufaa: Bidhaa ya awali ina utulivu mzuri, rahisi kuosha, kifaa rahisi cha majibu, joto la chini la mmenyuko, muda mfupi, linafaa kwa uzalishaji wa kiasi kikubwa.
Hasara: ni vigumu kudhibiti muundo wa utaratibu na muundo wa bidhaa katika mchakato wa majibu, na ni vigumu kuhakikisha uwiano wa muundo wa utaratibu na muundo wa bidhaa katika awali ya wingi.
Mbinu iliyoshinikizwa ni kuchanganya tumbo la grafiti na metali ya ardhi ya alkali na unga wa metali adimu wa ardhini na kuguswa kutoa M-GICS chini ya hali ya shinikizo.
Hasara: Wakati tu shinikizo la mvuke la chuma linazidi kizingiti fulani, mmenyuko wa kuingizwa unaweza kufanyika; Hata hivyo, hali ya joto ni ya juu sana, rahisi kusababisha chuma na grafiti kuunda carbides, mmenyuko hasi, hivyo joto la mmenyuko lazima lidhibitiwe katika aina fulani. Joto la kuingizwa kwa metali adimu duniani ni kubwa sana, kwa hiyo shinikizo lazima litumike ili kupunguza joto la mmenyuko. Njia hii inafaa kwa ajili ya maandalizi ya chuma-GICS yenye kiwango cha chini cha kuyeyuka, lakini kifaa ni ngumu na mahitaji ya uendeshaji ni nadra sana, kwa hivyo mahitaji ya uendeshaji ni mara chache sana.
Mbinu ya kulipuka kwa ujumla hutumia grafiti na wakala wa upanuzi kama vile KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros au michanganyiko iliyotayarishwa, inapopashwa joto, grafiti itaongeza oxidation na miingiliano ya mmenyuko wa cambium kiwanja, ambacho hupanuliwa kwa njia ya metali ". wakala wa upanuzi, bidhaa ni ngumu zaidi, ambayo sio tu ina kupanua grafiti, lakini pia chuma.
