Himiki oksidlenme usuly giňelýän grafiti taýýarlamak üçin däp bolan usuldyr. Bu usulda tebigy bölek grafit degişli oksidleýji we aralaşdyryjy agent bilen garyşdyrylýar, belli bir temperaturada gözegçilik edilýär, yzygiderli garyşdyrylýar we giňeldilýän grafiti almak üçin ýuwulýar, süzülýär we guradylýar. Himiki oksidlenme usuly senagatda ýönekeý enjamlaryň, amatly işlemegiň we arzanlygyň artykmaçlyklary bilen deňeşdirme boýunça ösen usula öwrüldi.
Himiki oksidlenmegiň proses tapgyrlaryna oksidlenmek we interkalasiýa girýär. Grafitiň oksidlenmegi giňelýän grafidiň emele gelmeginiň esasy şertidir, sebäbi interkalasiýa reaksiýasynyň rahat dowam edip biljekdigi grafit gatlaklarynyň arasyndaky açylyş derejesine baglydyr. Otag temperaturasynda tebigy grafit ajaýyp durnuklylyga we kislota we aşgar garşylygyna eýedir, şonuň üçin ol kislota we aşgar bilen reaksiýa girmeýär, şonuň üçin oksidleýji maddanyň goşulmagy himiki oksidlenmegiň zerur esasy bölegine öwrüldi.
Oksidleýjileriň köp görnüşi bar, adatça ulanylýan oksidleýjiler gaty oksidleýjilerdir (meselem, kaliý permanganaty, kaliý dihromaty, hrom trioksidi, kaliý hloraty we ş.m.), şeýle hem käbir oksidleýji suwuk oksidleýjiler bolup biler (meselem, wodorod peroksidi, azot kislotasy we ş.m.). Soňky ýyllarda kaliý permanganatynyň giňeldilýän grafiti taýýarlamakda ulanylýan esasy oksidleýji bolandygy anyklandy.
Oksidleýjiniň täsiri bilen grafit oksidlenýär we grafit gatlagyndaky neýtral tor makromolekulalary pozitiw zarýadly tekiz makromolekulalara öwrülýär. Şol bir pozitiw zarýadyň itekleýji täsiri sebäpli grafit gatlaklarynyň arasyndaky aralyk artýar, bu bolsa interkalatoryň grafit gatlagyna rahat girmegi üçin kanal we giňişlik döredýär. Giňelýän grafiti taýýarlamak prosesinde interkalator agenti esasan kislotadyr. Soňky ýyllarda ylmy işgärler esasan kükürt kislotasyny, azot kislotasyny, fosfor kislotasyny, perhlor kislotasyny, garyşyk kislotany we buzluk sirke kislotasyny ulanýarlar.
Elektrokimiki usul hemişelik tokda bolup, elektrolit hökmünde goşulan suw ergini, grafit we metal materiallar (poslamaýan polat material, platina plastinka, gurşun plastinka, titan plastinka we ş.m.) kompozit anod emele getirýär, metal materiallar elektrolite katod hökmünde goşulýar we ýapyk halka emele getirýär; ýa-da elektrolitde asylan grafit, elektrolitde şol bir wagtyň özünde negatiw we oňyn plastinka goşulýar, iki elektrod arkaly energiýalandyrylan usul, anod oksidlenmesi amala aşyrylýar. Grafitiň ýüzi karbokasiýa çenli oksidlenýär. Şol bir wagtyň özünde, elektrostatik çekiş we konsentrasiýa tapawudynyň diffuziýasynyň bilelikdäki täsiri astynda, kislota ionlary ýa-da beýleki polýar aralyk ionlary grafit gatlaklarynyň arasyna ýerleşdirilip, giňelýän grafit emele getirýär.
Himiki oksidlenme usuly bilen deňeşdirilende, oksidleýji ulanmazdan tutuş prosesde giňelýän grafiti taýýarlamak üçin elektrohimiki usul ulanylýar, işleme mukdary köp, aşyndyryjy maddalaryň galan mukdary az, elektrolit reaksiýadan soň gaýtadan işläp bolýar, kislotanyň mukdary azalýar, çykdajylar tygşytlanýar, daşky gurşawyň hapalanmagy azalýar, enjama ýetirilýän zyýan az bolýar we hyzmat möhleti uzaldylýar. Soňky ýyllarda elektrohimiki usul köp sanly artykmaçlyklary bilen köp kärhanalar tarapyndan giňelýän grafiti taýýarlamak üçin kem-kemden ileri tutulýan usula öwrüldi.
Gaz fazaly diffuziýa usuly interkalatory gaz görnüşinde grafit bilen aragatnaşyk saklamak we interkalasiýa reaksiýasyny amala aşyrmak arkaly giňelýän grafit öndürmekdir. Umuman, grafit we goýma gyzgynlyga çydamly aýna reaktorynyň iki ujuna ýerleşdirilýär we wakuum pompalanýar we möhürlenýär, şonuň üçin ol iki kameraly usul hökmünde hem atlandyrylýar. Bu usul köplenç senagatda galogenid-EG we şel metal-EG sintezlemek üçin ulanylýar.
Artykmaçlyklary: reaktoryň gurluşyny we tertibini gözegçilikde saklap bolýar, şeýle hem reagentleri we önümleri aňsatlyk bilen bölüp bolýar.
Kemçilikleri: reaksiýa enjamy has çylşyrymly, işleýşi has kyn, şonuň üçin çykyş çäkli we reaksiýa ýokary temperatura şertlerinde geçirilmeli, wagt has uzak we reaksiýa şertleri örän ýokary, taýýarlyk gurşawy wakuum bolmaly, şonuň üçin önümçilik çykdajylary deňeşdirme boýunça ýokary, uly möçberli önümçilik üçin amatly däl.
Garyşyk suwuk faza usuly, inert gazyň hereketliliginiň goragy astynda ýa-da giňelýän grafiti taýýarlamak üçin gyzdyryjy reaksiýa üçin möhürleýji ulgamyň goragy astynda, goşulan materialy gönüden-göni grafit bilen garyşdyrmakdyr. Ol köplenç alkali metal-grafit laminar birleşmelerini (GIC) sintez etmek üçin ulanylýar.
Artykmaçlyklary: Reaksiýa prosesi ýönekeý, reaksiýa tizligi çalt, grafit çig malynyň we goýujylaryň gatnaşygyny üýtgetmek arkaly belli bir gurluşa we giňeldilýän grafit düzümine ýetip bolýar, köpçülikleýin önümçilik üçin has amatly.
Kemçilikleri: Emele gelen önüm durnuksyz, GIC-leriň ýüzüne goşulan erkin goşulan madda bilen işlemek kyn, şeýle hem köp sanly sintez edilende grafit gatlakara birleşmeleriniň yzygiderliligini üpjün etmek kyn.
Eretmek usuly grafiti aralyk material bilen garyşdyryp, gyzdyryp, giňelýän grafiti taýýarlamakdyr. Ewtektiki komponentleriň ulgamyň eretmek nokadyny (her bir komponentiň eretmek nokadyndan aşak) peseldip bilýändigine esaslanyp, bu usul grafit gatlaklarynyň arasyna bir wagtyň özünde iki ýa-da has köp maddany (erän duz ulgamyny emele getirip bilmeli) goýmak arkaly üçlü ýa-da köp komponentli GIC-leri taýýarlamak üçin ulanylýar. Umuman, metal hloridlerini - GIC-leri taýýarlamakda ulanylýar.
Artykmaçlyklary: Sintez önümi gowy durnuklylyga, ýuwulmagyna aňsatlyga, reaksiýa enjamyna, pes reaksiýa temperaturasyna, gysga wagta eýedir, uly möçberli önümçilik üçin amatlydyr.
Kemçilikleri: reaksiýa prosesinde önümiň tertip gurluşyny we düzümini gözegçilikde saklamak kyn, şeýle hem köpçülikleýin sintezde önümiň tertip gurluşynyň we düzüminiň yzygiderliligini üpjün etmek kyn.
Basyşly usul grafit matrisasyny şel metaly we seýrek ýer metal poroşogy bilen garyşdyryp, basyşly şertlerde M-GICS öndürmek üçin reaksiýa girizmekden ybaratdyr.
Kemçilikleri: Diňe metalyň bug basyşy belli bir bosagadan geçende, goşmak reaksiýasyny geçirip bolýar; Şeýle-de bolsa, temperatura gaty ýokary, metalyň we grafidiň karbidleri emele getirmegi aňsat, reaksiýa ters gelýär, şonuň üçin reaksiýanyň temperaturasy belli bir aralykda düzgünleşdirilmelidir. Seýrek ýer metallarynyň goşmak temperaturasy örän ýokary, şonuň üçin reaksiýanyň temperaturasyny peseltmek üçin basyş ulanylmaly. Bu usul pes ereme nokady bolan metal-GICS taýýarlamak üçin amatly, ýöne enjam çylşyrymly we işleýiş talaplary berk, şonuň üçin häzir seýrek ulanylýar.
Partlaýjy usulda, adatça, grafit we KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O ýaly giňeldiji agentler ýa-da taýýarlanan garyndylar ulanylýar. Gyzdyrylanda, grafit bir wagtyň özünde kambiý birleşmesiniň oksidlenme we interkalasiýa reaksiýasyna girýär, soňra ol "partlaýjy" usulda giňelýär we şeýlelik bilen giňeldiji grafit alýar. Metall duzy giňeldiji agent hökmünde ulanylanda, önüm has çylşyrymly bolýar, ol diňe bir giňeldiji grafiti däl, eýsem metaly hem öz içine alýar.
