Kimyoviy oksidlanish usuli kengaytiriladigan grafit tayyorlashning an'anaviy usuli hisoblanadi. Ushbu usulda tabiiy parcha grafit tegishli oksidlovchi va interkalatsiyalovchi vosita bilan aralashtiriladi, ma'lum bir haroratda nazorat qilinadi, doimiy ravishda aralashtiriladi va kengaytiriladigan grafit olish uchun yuviladi, filtrlanadi va quritiladi. Kimyoviy oksidlanish usuli sanoatda oddiy uskunalar, qulay foydalanish va arzon narxlardagi afzalliklari bilan nisbatan etuk usulga aylandi.
Kimyoviy oksidlanish jarayonining bosqichlari oksidlanish va interkalatsiyani o'z ichiga oladi. Grafitning oksidlanishi kengayadigan grafit hosil bo'lishining asosiy shartidir, chunki interkalatsiya reaksiyasining muammosiz davom etishi grafit qatlamlari orasidagi ochilish darajasiga bog'liq. Xona haroratida tabiiy grafit ajoyib barqarorlikka va kislota va ishqoriy qarshilikka ega, shuning uchun u kislota va ishqoriy bilan reaksiyaga kirishmaydi, shuning uchun oksidlovchi qo'shilishi kimyoviy oksidlanishda zarur bo'lgan asosiy komponentga aylandi.
Oksidlovchilarning ko'p turlari mavjud, odatda qattiq oksidlovchilar (masalan, kaliy permanganat, kaliy dixromat, xrom trioksidi, kaliy xlorat va boshqalar), shuningdek, ba'zi oksidlovchi suyuq oksidlovchilar (masalan, vodorod peroksid, nitrat kislota va boshqalar) bo'lishi mumkin. So'nggi yillarda kaliy permanganat kengaytiriladigan grafit tayyorlashda ishlatiladigan asosiy oksidlovchi ekanligi aniqlandi.
Oksidlovchi ta'sirida grafit oksidlanadi va grafit qatlamidagi neytral tarmoq makromolekulalari musbat zaryadga ega tekis makromolekulalarga aylanadi. Xuddi shu musbat zaryadning itarish ta'siri tufayli grafit qatlamlari orasidagi masofa oshadi, bu esa interkalatorning grafit qatlamiga silliq kirishi uchun kanal va bo'shliq yaratadi. Kengaytiriladigan grafitni tayyorlash jarayonida interkalator agenti asosan kislotadir. So'nggi yillarda tadqiqotchilar asosan sulfat kislota, nitrat kislota, fosfor kislotasi, xlorid kislotasi, aralash kislota va muzlik sirka kislotasidan foydalanadilar.
Elektrokimyoviy usul doimiy oqimda bo'lib, elektrolit sifatida qo'shilgan suvli eritma, grafit va metall materiallar (zanglamaydigan po'lat material, platina plastinka, qo'rg'oshin plastinka, titan plastinka va boshqalar) kompozit anodni tashkil qiladi, metall materiallar elektrolitga katod sifatida kiritiladi va yopiq halqa hosil qiladi; yoki elektrolitda osilgan grafit, elektrolitga bir vaqtning o'zida manfiy va musbat plastinkaga kiritiladi, ikkita elektrod orqali energiya beriladi, anod oksidlanishi amalga oshiriladi. Grafit yuzasi karbokatsiyaga oksidlanadi. Shu bilan birga, elektrostatik tortishish va konsentratsiya farqi diffuziyasining birgalikdagi ta'siri ostida kislota ionlari yoki boshqa qutblararo ionlar grafit qatlamlari orasiga joylashtirilib, kengayadigan grafit hosil qiladi.
Kimyoviy oksidlanish usuli bilan taqqoslaganda, oksidlovchi ishlatmasdan butun jarayon davomida kengaytiriladigan grafit tayyorlash uchun elektrokimyoviy usul, ishlov berish miqdori katta, korroziyali moddalarning qoldiq miqdori oz, elektrolit reaksiyadan keyin qayta ishlanishi mumkin, kislota miqdori kamayadi, xarajatlar tejaladi, atrof-muhit ifloslanishi kamayadi, uskunaga yetkaziladigan zarar kam bo'ladi va xizmat muddati uzaytiriladi. So'nggi yillarda elektrokimyoviy usul ko'plab korxonalar tomonidan kengaytiriladigan grafit tayyorlashning ko'plab afzalliklari bilan asta-sekin afzal ko'riladigan usuliga aylandi.
Gaz fazali diffuziya usuli interkalatorni gazsimon shaklda grafit bilan aloqa qilish va interkalatsiya reaksiyasini amalga oshirish orqali kengaytiriladigan grafit ishlab chiqarishdan iborat. Odatda, grafit va qo'shimcha issiqlikka chidamli shisha reaktorning ikkala uchiga joylashtiriladi va vakuum pompalanadi va muhrlanadi, shuning uchun u ikki kamerali usul sifatida ham tanilgan. Bu usul ko'pincha sanoatda galogenid-EG va ishqoriy metall-EG ni sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: reaktorning tuzilishi va tartibini boshqarish mumkin, reaktivlar va mahsulotlarni osongina ajratish mumkin.
Kamchiliklari: reaksiya qurilmasi murakkabroq, operatsiya qiyinroq, shuning uchun chiqish cheklangan va reaksiya yuqori harorat sharoitida amalga oshiriladi, vaqt uzoqroq va reaksiya sharoitlari juda yuqori, tayyorlash muhiti vakuum bo'lishi kerak, shuning uchun ishlab chiqarish qiymati nisbatan yuqori, keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun mos emas.
Aralash suyuq faza usuli - bu kiritilgan materialni grafit bilan to'g'ridan-to'g'ri aralashtirish, inert gazning harakatchanligi yoki isitish reaksiyasi uchun muhrlash tizimining himoyasi ostida kengaytiriladigan grafit tayyorlash. U odatda ishqoriy metall-grafit interlaminar birikmalarini (GIC) sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: Reaksiya jarayoni oddiy, reaksiya tezligi tez, grafit xom ashyosi va qo'shimchalarining nisbatini o'zgartirish orqali ma'lum bir tuzilish va kengaytiriladigan grafit tarkibiga erishish mumkin, bu esa ommaviy ishlab chiqarish uchun ko'proq mos keladi.
Kamchiliklari: Hosil bo'lgan mahsulot beqaror, GIC yuzasiga biriktirilgan erkin kiritilgan modda bilan ishlash qiyin va ko'p miqdorda sintez qilinganda grafit qatlamlararo birikmalarining mustahkamligini ta'minlash qiyin.
Erish usuli grafitni interkalatsiyalovchi material bilan aralashtirish va kengaytirish mumkin bo'lgan grafit tayyorlash uchun qizdirishdan iborat. Evtektik komponentlar tizimning erish nuqtasini (har bir komponentning erish nuqtasidan pastroq) pasaytirishi mumkinligiga asoslanib, bu grafit qatlamlari orasiga bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq moddalarni (erigan tuz tizimini hosil qila olishi kerak) kiritish orqali uchlamchi yoki ko'p komponentli GIClarni tayyorlash usuli hisoblanadi. Odatda metall xloridlar - GIClarni tayyorlashda qo'llaniladi.
Afzalliklari: Sintez mahsuloti yaxshi barqarorlikka, yuvish oson, oddiy reaksiya moslamasiga, past reaksiya haroratiga, qisqa vaqtga ega, keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun mos keladi.
Kamchiliklari: reaksiya jarayonida mahsulotning tartib tuzilishi va tarkibini nazorat qilish qiyin, massa sintezida esa mahsulotning tartib tuzilishi va tarkibining izchilligini ta'minlash qiyin.
Bosimli usul grafit matritsasini ishqoriy yer metalli va noyob yer metall kukuni bilan aralashtirish va bosimli sharoitlarda M-GICS hosil qilish uchun reaksiyaga kirishishdan iborat.
Kamchiliklari: Faqat metallning bug 'bosimi ma'lum bir chegaradan oshib ketganda, qo'shish reaksiyasi amalga oshirilishi mumkin; Biroq, harorat juda yuqori, metall va grafitning karbid hosil bo'lishiga olib kelishi oson, salbiy reaksiya, shuning uchun reaksiya harorati ma'lum bir diapazonda tartibga solinishi kerak. Noyob yer metallarining qo'shish harorati juda yuqori, shuning uchun reaksiya haroratini pasaytirish uchun bosim qo'llanilishi kerak. Bu usul past erish nuqtasiga ega metall-GICS tayyorlash uchun mos keladi, ammo qurilma murakkab va ishlash talablari qat'iy, shuning uchun u hozir kamdan-kam qo'llaniladi.
Portlovchi usulda odatda grafit va KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O kabi kengayish agenti yoki tayyor aralashmalar qo'llaniladi. Grafit qizdirilganda bir vaqtning o'zida kambiy birikmasining oksidlanishi va interkalatsiyasi reaksiyasiga kiradi, keyin u "portlovchi" usulda kengayadi va shu bilan kengaygan grafit hosil bo'ladi. Kengaytirish agenti sifatida metall tuzi ishlatilganda, mahsulot yanada murakkabroq bo'ladi, bu nafaqat kengaygan grafitga, balki metallga ham ega.
