Усули оксидшавии кимиёвӣ як усули анъанавии тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Дар ин усул, графити табиии пораҳо бо оксидант ва агенти байникалятсионии мувофиқ омехта карда мешавад, дар ҳарорати муайян назорат карда мешавад, пайваста омехта карда мешавад ва шуста, филтр карда ва хушк карда мешавад, то графити васеъшаванда ба даст оварда шавад. Усули оксидшавии кимиёвӣ бо бартариҳои таҷҳизоти оддӣ, кори қулай ва арзиши паст дар саноат ба як усули нисбатан пухта табдил ёфтааст.
Марҳилаҳои раванди оксидшавии кимиёвӣ оксидшавӣ ва интеркалятсияро дар бар мегиранд. Оксидшавии графит шарти асосии ташаккули графити васеъшаванда аст, зеро оё реаксияи интеркалятсия метавонад ҳамвор идома ёбад ё не, аз дараҷаи кушодашавии байни қабатҳои графит вобаста аст. Ва графити табиӣ дар ҳарорати хонагӣ устувории аъло ва муқовимат ба кислота ва ишқор дорад, аз ин рӯ он бо кислота ва ишқор реаксия намекунад, аз ин рӯ, илова кардани оксидант ба як ҷузъи калидии зарурӣ дар оксидшавии кимиёвӣ табдил ёфтааст.
Намудҳои зиёди оксидантҳо мавҷуданд, ки одатан оксидантҳои сахт (ба монанди перманганати калий, дихромати калий, триоксиди хром, хлорати калий ва ғайра) ва инчунин метавонанд баъзе оксидантҳои моеъи оксидкунанда (ба монанди пероксиди гидроген, кислотаи нитрат ва ғайра) бошанд. Дар солҳои охир муайян карда шуд, ки перманганати калий оксиданти асосии истифодашаванда дар тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад.
Таҳти таъсири оксидкунанда, графит оксид мешавад ва макромолекулаҳои шабакавии нейтралӣ дар қабати графит ба макромолекулаҳои ҳамвор бо заряди мусбат табдил меёбанд. Аз сабаби таъсири теладиҳандаи ҳамон заряди мусбат, масофаи байни қабатҳои графит меафзояд, ки барои воридшавии ҳамвор ба қабати графит канал ва фазо фароҳам меорад. Дар раванди тайёр кардани графити васеъшаванда, агенти интеркалятсионӣ асосан кислота аст. Дар солҳои охир, муҳаққиқон асосан кислотаи сулфат, кислотаи нитрат, кислотаи фосфорӣ, кислотаи перхлорӣ, кислотаи омехта ва кислотаи сиркои яхӣ истифода мебаранд.
Усули электрохимиявӣ дар ҷараёни доимӣ сурат мегирад, ки бо маҳлули обии воридшуда ҳамчун электролит, маводҳои графит ва металлӣ (маводи пӯлоди зангногир, платинаи платина, платинаи сурб, платинаи титан ва ғайра) аноди композитӣ ташкил медиҳанд, маводҳои металлӣ ба электролит ҳамчун катод ворид карда шуда, ҳалқаи пӯшидаро ташкил медиҳанд; ё графити дар электролит овезоншуда, дар электролит ҳамзамон ба пластинаи манфӣ ва мусбат ворид карда шуда, тавассути ду электрод бо усули энергия, оксидшавии анодӣ анҷом дода мешавад. Сатҳи графит ба карбокатсия оксид мешавад. Дар айни замон, таҳти таъсири якҷояи ҷалби электростатикӣ ва диффузияи фарқияти консентратсия, ионҳои кислота ё дигар ионҳои байникалантии қутбӣ дар байни қабатҳои графит ҷойгир карда мешаванд, то графити васеъшавандаро ташкил диҳанд.
Дар муқоиса бо усули оксидшавии кимиёвӣ, усули электрохимиявӣ барои тайёр кардани графити васеъшаванда дар тамоми раванд бе истифодаи оксидант истифода мешавад, миқдори коркард зиёд аст, миқдори боқимондаи моддаҳои зангзананда кам аст, электролитро пас аз реаксия дубора коркард кардан мумкин аст, миқдори кислота кам мешавад, хароҷот сарфа мешавад, ифлосшавии муҳити зист кам мешавад, зарари таҷҳизот кам мешавад ва мӯҳлати хизмат дароз карда мешавад. Дар солҳои охир, усули электрохимиявӣ тадриҷан аз ҷониби бисёр корхонаҳо бо бартариҳои зиёд ба усули афзалиятноки тайёр кардани графити васеъшаванда табдил ёфтааст.
Усули диффузияи фазаи газӣ ин истеҳсоли графити васеъшаванда тавассути тамос бо интеркалатор бо графит дар шакли газӣ ва реаксияи интеркалятсия мебошад. Умуман, графит ва васлкунӣ дар ҳарду нӯги реактори шишагии ба гармӣ тобовар ҷойгир карда мешаванд ва вакуум бо насос ва мӯҳр карда мешавад, аз ин рӯ он ҳамчун усули дукамерӣ низ маълум аст. Ин усул аксар вақт барои синтези галогенид -EG ва металли ишқорӣ -EG дар саноат истифода мешавад.
Бартариҳо: сохтор ва тартиби реакторро метавон идора кард ва реактивҳо ва маҳсулотро ба осонӣ ҷудо кардан мумкин аст.
Камбудиҳо: дастгоҳи реаксия мураккабтар аст, амалиёт душвортар аст, аз ин рӯ баромад маҳдуд аст ва реаксия дар шароити ҳарорати баланд анҷом дода мешавад, вақт дарозтар аст ва шароити реаксия хеле баланд аст, муҳити омодасозӣ бояд вакуумӣ бошад, аз ин рӯ арзиши истеҳсолот нисбатан баланд аст ва барои барномаҳои истеҳсолии миқёси калон мувофиқ нест.
Усули фазаи моеъи омехта ин омехта кардани маводи воридшуда бо графит мебошад, ки таҳти ҳимояи ҳаракатнокии гази инертӣ ё системаи мӯҳркунӣ барои гармкунӣ ва омода кардани графити васеъшаванда мустақиман истифода мешавад. Он одатан барои синтези пайвастагиҳои байниламинарии металлҳои ишқорӣ-графит (GIC) истифода мешавад.
Бартариҳо: Раванди реаксия содда аст, суръати реаксия зуд аст, бо тағир додани таносуби ашёи хоми графит ва воридҳо, он метавонад ба сохтор ва таркиби муайяни графити васеъшаванда бирасад, ки барои истеҳсоли оммавӣ мувофиқтар аст.
Камбудиҳо: Маҳсулоти ташаккулёфта ноустувор аст, коркарди моддаи озоди воридшуда, ки ба сатҳи GIC пайваст шудааст, душвор аст ва таъмин намудани мувофиқати пайвастагиҳои байниламелярӣ графит ҳангоми синтези миқдори зиёди он душвор аст.
Усули гудозиш омехта кардани графит бо маводи байникалятсияшаванда ва гарм кардани он барои тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Бо назардошти он, ки ҷузъҳои эвтектикӣ метавонанд нуқтаи обшавии системаро (аз нуқтаи обшавии ҳар як ҷузъ поёнтар) паст кунанд, ин усул барои тайёр кардани GIC-ҳои сегона ё бисёрҷузъӣ бо ворид кардани ду ё зиёда моддаҳо (ки бояд қодир бошанд системаи намаки гудохтаро ташкил диҳанд) дар байни қабатҳои графит ҳамзамон истифода мешавад. Умуман, дар тайёр кардани хлоридҳои металлӣ - GIC истифода мешавад.
Бартариҳо: Маҳсулоти синтезӣ дорои устувории хуб, шустани осон, дастгоҳи оддии реаксия, ҳарорати пасти реаксия, вақти кӯтоҳ ва мувофиқ барои истеҳсоли миқёси калон мебошад.
Камбудиҳо: назорат кардани сохтори тартиб ва таркиби маҳсулот дар раванди реаксия душвор аст ва таъмини мувофиқати сохтори тартиб ва таркиби маҳсулот дар синтези массавӣ душвор аст.
Усули фишордор ин аст, ки матритсаи графит бо металли заминии ишқорӣ ва хокаи металлҳои заминии нодир омехта карда, дар шароити фишордор M-GICS ҳосил карда шавад.
Камбудиҳо: Танҳо вақте ки фишори буғи металл аз ҳадди муайян зиёд мешавад, реаксияи воридкуниро анҷом додан мумкин аст; Аммо, ҳарорат хеле баланд аст, ба осонӣ боиси пайдоиши карбидҳои металл ва графит мегардад, реаксияи манфӣ ба амал меояд, аз ин рӯ ҳарорати реаксия бояд дар як диапазони муайян танзим карда шавад. Ҳарорати воридкунии металлҳои нодир хеле баланд аст, аз ин рӯ барои паст кардани ҳарорати реаксия фишор бояд татбиқ карда шавад. Ин усул барои тайёр кардани металлҳои GICS бо нуқтаи обшавии паст мувофиқ аст, аммо дастгоҳ мураккаб аст ва талаботи амалиётӣ сахт аст, аз ин рӯ он ҳоло кам истифода мешавад.
Усули тарканда одатан аз графит ва агентҳои васеъкунанда ба монанди KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O истифода мебарад, ки дар онҳо пиропироп ...
