Усули оксидшавии химиявӣ як усули анъанавии тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Дар ин усул, графити пораи табиӣ бо оксидант ва агенти байниҳамдигарии мувофиқ омехта карда, дар ҳарорати муайян назорат карда мешавад, доимо омехта карда мешавад ва шуста, филтр карда ва хушк карда мешавад, то графити васеъшаванда ба даст оварда шавад. Усули оксидшавии кимиёвӣ дар саноат бо бартариҳои таҷҳизоти оддӣ, кори қулай ва арзиши паст ба усули нисбатан пухта табдил ёфтааст.
Марҳилаҳои раванди оксидшавии кимиёвӣ оксидшавӣ ва интеркалатсияро дар бар мегиранд. Оксидшавии графит шарти асосии ташаккули графити васеъшаванда аст, зеро оё реаксияи intercalation метавонад ба таври осон аз дараҷаи кушодани байни қабатҳои графит вобаста бошад. Ва графити табиӣ дар ҳарорати хона устувории аъло ва муқовимати кислота ва ишқро дорад, аз ин рӯ бо кислотаи химиявӣ реаксия намекунад, аз ин рӯ, бо кислота ва иловаи калиди оксиди химиявӣ табдил ёфтааст. оксидшавӣ.
Намудҳои зиёди оксидантҳо мавҷуданд, ки маъмулан истифодашаванда оксидантҳои сахт мебошанд (аз қабили перманганати калий, дихромати калий, триоксиди хром, хлорати калий ва ғайра), инчунин метавонанд баъзе оксидантҳои моеъи оксидкунанда (ба монанди пероксиди гидроген, кислотаи азот ва ғ.) бошанд. Дар солхои охир маълум шуд, ки перманганати калий оксиданти асосиест, ки дар тайёр кардани графити васеъшаванда истифода мешавад.
Дар зери таъсири оксидкунанда графит оксид мешавад ва макромолекулаҳои шабакаи бетараф дар қабати графит ба макромолекулаҳои ҳамвории заряди мусбат табдил меёбанд. Аз сабаби таъсири бозгардонандаи як заряди мусбат масофаи байни кабатхои графитй зиёд мешавад, ки ин барои бемалол ба кабати графит дохил шудани интеркалатор канал ва фазо медихад. Дар раванди тайёр кардани графити васеъшаванда, агенти байниҳамдигарӣ асосан кислота мебошад. Дар солхои охир тадкикотчиён асосан аз кислотаи сулфат, кислотаи нитрат, фосфор, кислотаи перхлорид, кислотаи омехта ва сиркои пирях истифода мебаранд.
Усули электрохимиявӣ дар ҷараёни доимӣ буда, маҳлули обии воридкунӣ ҳамчун электролит, графит ва маводи металлӣ (материали пӯлоди зангногир, плитаи платина, плитаи сурб, плитаи титан ва ғ.) аноди таркибӣ, маводи металлӣ, ки ба электролит ҳамчун катод ворид карда мешаванд, ҳалқаи пӯшидаро ташкил медиҳанд; Ё графите, ки дар электролит овезон аст, дар электролит дар як вақт ба пластинкаи манфӣ ва мусбат ворид карда мешавад, ба воситаи ду электрод усули энергияи анодӣ оксид карда мешавад. Сатҳи графит то карбокатсия оксид мешавад. Дар айни замон, дар зери таъсири якҷояи ҷалби электростатикӣ ва диффузияи фарқияти консентратсия, ионҳои кислота ё дигар ионҳои интеркаланти қутбӣ дар байни қабатҳои графит ҷойгир карда шуда, графити васеъшавандаро ташкил медиҳанд.
Дар муқоиса бо усули кимиёвии оксидкунӣ, усули электрохимиявӣ барои тайёр кардани графити васеъшаванда дар тамоми раванд бе истифодаи оксидант, миқдори коркард калон аст, миқдори боқимондаи моддаҳои зангзананда хурд аст, электролитро пас аз реаксия дубора коркард кардан мумкин аст, миқдори кислота кам мешавад, хароҷот сарфа карда мешавад, ифлосшавии муҳити зист то солҳои охир хидматрасонӣ кам мешавад, зарари он дар солҳои охир дароз карда мешавад. усули электрохимиявй барои тайёр кардани графити васеъшаванда дар бисьёр корхонахо бо афзалиятхои зиёд тадричан ба усули афзалиятнок табдил ёфт.
Усули диффузияи газ-фаза ин аст, ки ба истеҳсоли graphite васеъшаванда тавассути тамос бо графит бо графит дар шакли газӣ ва реаксияи intercalating. Умуман, графит ва замима дар ҳар ду канори реактори шишагии ба гармӣ тобовар ҷойгир карда мешаванд ва вакуум насос карда мешавад ва мӯҳр карда мешавад, аз ин рӯ он ҳамчун усули ду камеравӣ маъмул аст ва аксар вақт усули металлии синхронизатсияи алифбоӣ истифода мешавад. -EG дар саноат.
Афзалиятҳо: сохтор ва тартиби реакторро идора кардан мумкин аст ва реактивҳо ва маҳсулотро ба осонӣ ҷудо кардан мумкин аст.
Камбудиҳо: дастгоҳи реаксия мураккабтар аст, амалиёт мушкилтар аст, бинобар ин, натиҷа маҳдуд аст ва реаксия бояд дар шароити ҳарорати баланд гузаронида шавад, вақт дарозтар аст ва шароити реаксия хеле баланд аст, муҳити омодагӣ бояд вакуум бошад, аз ин рӯ арзиши истеҳсолот нисбатан баланд аст, барои барномаҳои васеъмиқёси истеҳсолӣ мувофиқ нест.
Усули марҳилаи омехтаи моеъ бевосита омехта кардани маводи воридшуда бо графит аст, ки таҳти ҳимояи ҳаракати гази инертӣ ё системаи мӯҳр барои реаксияи гармидиҳӣ барои омода кардани графити васеъшаванда мебошад. Он одатан барои синтези пайвастагиҳои байниламинарии металлҳои сілтӣ-графитӣ (GICs) истифода мешавад.
Афзалиятҳо: Раванди реаксия оддӣ аст, суръати реаксия зуд аст, бо тағир додани таносуби ашёи хоми графит ва замимаҳо метавонад ба сохтор ва таркиби муайяни графити васеъшаванда, ки барои истеҳсоли омма мувофиқтар аст, расад.
Камбудиҳо: Маҳсулоти ҳосилшуда ноустувор аст, мубориза бо моддаи воридшудаи озоди ба сатҳи GICs пайвастшуда душвор аст ва ҳангоми синтези миқдори зиёди пайвастагии графит пайвастагии пайвастагиҳои байниламелярӣ душвор аст.
Усули обшавии графит бо маводи байниҳамдигарӣ омехта кардани графит ва гармӣ барои тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Дар асоси он, ки ҷузъҳои эвтектикӣ метавонанд нуқтаи обшавии системаро паст кунанд (аз нуқтаи обшавии ҳар як ҷузъ), ин як усули тайёр кардани GIC-ҳои семоҳа ё бисёркомпонентӣ тавассути ворид кардани ду ё зиёда моддаҳо (ки бояд дар байни қабатҳои молитӣ қабати намак ташкил кунад) мебошад. ҳамзамон.Одатан дар тайёр кардани хлоридҳои металлӣ - GICs истифода мешавад.
Афзалиятҳо: Маҳсулоти синтез дорои устувории хуб, шустани осон, дастгоҳи реаксияи оддӣ, ҳарорати пасти реаксия, вақти кӯтоҳ, барои истеҳсоли миқёси калон мувофиқ аст.
Камбудихо: дар процесси реак-ция назорат кардани структураи тартиб ва таркиби махсулот душвор аст ва дар синтези омма мувофик будани структураи тартиб ва таркиби махсулотро таъмин кардан душвор аст.
Усули фишурдашуда омехта кардани матритсаи графитӣ бо металлҳои сілтӣ ва хокаи металлҳои нодир ва реаксия барои тавлиди M-GICS дар шароити фишор аст.
Камбудињо: Танњо ваќте ки фишори буѓи металл аз њадди муайян зиёд мешавад, реаксияи воридкуниро ба амал баровардан мумкин аст; Бо вуҷуди ин, ҳарорат хеле баланд аст, ба осонӣ ба металл ва графит ба ташаккули карбидҳо, аксуламали манфӣ, аз ин рӯ ҳарорати реаксия бояд дар як диапазони муайян танзим карда шавад. Ҳарорати воридкунии металлҳои нодир замин хеле баланд аст, бинобар ин фишор бояд барои паст кардани ҳарорати реаксия татбиқ карда шавад.
Усули тарканда одатан графит ва агенти васеъкуниро истифода мебарад, аз қабили KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O пиропирос ё омехтаҳои омодашуда, вақте ки гарм карда мешавад, графит ҳамзамон оксидшавӣ ва реаксияи байниҳамдигариро ба амал меорад, ки пайвастагиҳои камбиӣ ба таври васеъ васеъ карда мешавад. ҳамчун агенти васеъ истифода бурда мешавад, маҳсулот мураккабтар аст, ки на танҳо графит васеъ, балки металл низ дорад.
