Kimyoviy oksidlanish usuli kengaytiriladigan grafitni tayyorlashning an'anaviy usuli hisoblanadi. Ushbu usulda tabiiy grafit tegishli oksidlovchi va interkalatsiya qiluvchi vosita bilan aralashtiriladi, ma'lum bir haroratda nazorat qilinadi, doimo aralashtiriladi va kengaytiriladigan grafitni olish uchun yuviladi, filtrlanadi va quritiladi. Kimyoviy oksidlanish usuli sanoatda oddiy uskunaning afzalliklari, qulay ishlashi va arzonligi 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 reaktsiyasining silliq davom etishi grafit qatlamlari orasidagi ochilish darajasiga bog'liq. Va xonada tabiiy grafit harorat mukammal barqarorlikka va kislota va gidroksidi qarshilikka ega, shuning uchun u kislota va gidroksidi bilan reaksiyaga kirishmaydi, shuning uchun oksidlovchi qo'shilishi kimyoviy oksidlanishda zaruriy asosiy komponentga aylandi.
Oksidlovchilarning ko'p turlari mavjud, odatda qo'llaniladigan oksidlovchilar 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 grafitni tayyorlashda ishlatiladigan asosiy oksidlovchi ekanligi aniqlandi.
Oksidlovchi ta'sirida grafit oksidlanadi va grafit qatlamidagi neytral tarmoq makromolekulalari musbat zaryadli planar makromolekulalarga aylanadi. Xuddi shu musbat zaryadning itaruvchi ta'siri tufayli grafit qatlamlari orasidagi masofa ortadi, bu interkalatorning grafit qatlamiga silliq kirishi uchun kanal va bo'shliqni ta'minlaydi. Kengaytiriladigan grafitni tayyorlash jarayonida interkalatsiya qiluvchi vosita asosan kislotadir. So'nggi yillarda tadqiqotchilar asosan sulfat kislota, nitrat kislota, fosfor kislotasi, perklorik kislota, aralash kislota va muzli sirka kislotasidan foydalanadilar.
Elektrokimyoviy usul doimiy oqimda bo'lib, elektrolitlar, grafit va metall materiallar (zanglamaydigan po'latdan yasalgan material, platina plastinka, qo'rg'oshin plastinka, titanium plastinka va boshqalar) kompozit anodni tashkil qiladi, chunki qo'shimchaning suvli eritmasi ichiga kiritilgan metall materiallar. elektrolit katod sifatida, yopiq pastadir hosil qiladi; Yoki elektrolitda to'xtatilgan grafit, elektrolitda bir vaqtning o'zida salbiy va musbat plastinkaga kiritilgan, ikkita elektrod orqali energiya bilan ta'minlangan usul, anodik oksidlanish. Grafitning yuzasi oksidlanib, karbokatsiyaga aylanadi. Shu bilan birga, elektrostatik tortishish va kontsentratsiya farqi diffuziyasining birgalikdagi ta'siri ostida kislota ionlari yoki boshqa qutbli interkalant ionlari kengaytiriladigan grafitni hosil qilish uchun grafit qatlamlari orasiga kiritiladi.
Kimyoviy oksidlanish usuli bilan solishtirganda, oksidlovchidan foydalanmasdan butun jarayonda kengaytiriladigan grafitni tayyorlash uchun elektrokimyoviy usul, davolash miqdori katta, korroziy moddalarning qoldiq miqdori kichik, elektrolitlar reaktsiyadan keyin qayta ishlanishi mumkin, kislota miqdori kamayadi, xarajat tejaladi, atrof-muhitning ifloslanishi kamayadi, uskunaning shikastlanishi past bo'ladi va xizmat muddati uzaytiriladi.So'nggi yillarda elektrokimyoviy usul asta-sekin kengaytiriladigan grafitni tayyorlashning afzal usuliga aylandi. ko'plab afzalliklarga ega bo'lgan ko'plab korxonalar.
Gaz fazali diffuziya usuli interkalatorni grafit bilan gazsimon shaklda aloqa qilish va interkalatsiya reaktsiyasi orqali kengaytiriladigan grafit ishlab chiqarishdir.Umuman olganda, grafit va qo'shimcha issiqlikka chidamli shisha reaktorning ikkala uchiga joylashtiriladi va vakuum pompalanadi va muhrlangan, shuning uchun u ikki kamerali usul sifatida ham tanilgan. Bu usul ko'pincha sanoatda halid -EG va gidroksidi metall -EG sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: reaktorning tuzilishi va tartibini nazorat qilish, reaktivlar va mahsulotlarni osongina ajratish mumkin.
Kamchiliklari: reaktsiya moslamasi murakkabroq, operatsiya qiyinroq, shuning uchun chiqish cheklangan va yuqori harorat sharoitida amalga oshiriladigan reaktsiya, vaqt uzoqroq va reaktsiya sharoitlari juda yuqori, tayyorgarlik muhiti bo'lishi kerak. vakuumli bo'ling, shuning uchun ishlab chiqarish narxi nisbatan yuqori, keng ko'lamli ishlab chiqarish ilovalari uchun mos emas.
Aralash suyuq faza usuli - kengaytiriladigan grafitni tayyorlash uchun isitish reaktsiyasi uchun inert gaz yoki muhrlash tizimining harakatchanligi himoyasi ostida kiritilgan materialni to'g'ridan-to'g'ri grafit bilan aralashtirish. Odatda gidroksidi metall-grafit interlaminar birikmalarini (GIC) sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: Reaktsiya jarayoni oddiy, reaktsiya tezligi tez, grafit xom ashyosi va qo'shimchalar nisbatini o'zgartirish orqali kengayadigan grafitning ma'lum bir tuzilishi va tarkibiga erishish mumkin, ommaviy ishlab chiqarish uchun ko'proq mos keladi.
Kamchiliklari: hosil bo'lgan mahsulot beqaror, GICs yuzasiga biriktirilgan erkin kiritilgan modda bilan shug'ullanish qiyin va ko'p miqdordagi sintezda grafit interlamellar birikmalarining mustahkamligini ta'minlash qiyin.
Eritma usuli grafitni interkalatsiya qiluvchi material bilan aralashtirish va kengaytiriladigan grafitni tayyorlash uchun issiqlikdan iborat. Evtektik komponentlar tizimning erish nuqtasini (har bir komponentning erish nuqtasidan past) tushirishi mumkinligiga asoslangan grafit qatlamlari orasiga bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq moddalarni (erigan tuz tizimini hosil qila olishi kerak) kiritish orqali uch yoki ko'p komponentli GIClar.Umuman olganda, metall xloridlar - GIClar tayyorlashda qo'llaniladi.
Afzalliklari: Sintez mahsuloti yaxshi barqarorlik, yuvish oson, oddiy reaktsiya moslamasi, past reaktsiya harorati, qisqa vaqt, keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun mos.
Kamchiliklari: reaktsiya jarayonida mahsulotning tartib tuzilishi va tarkibini nazorat qilish qiyin, ommaviy sintezda mahsulotning tartib tuzilishi va tarkibining izchilligini ta'minlash qiyin.
Bosimli usul grafit matritsasini gidroksidi tuproqli metall va noyob tuproqli metall kukunlari bilan aralashtirish va bosim ostida M-GICS ishlab chiqarish uchun reaksiyaga kirishishdan iborat.
Kamchiliklari: Faqat metallning bug 'bosimi ma'lum bir chegaradan oshib ketganda, kiritish reaktsiyasi amalga oshirilishi mumkin; Shu bilan birga, harorat juda yuqori, metall va grafitning karbidlarni hosil qilishiga olib kelishi oson, salbiy reaktsiya, shuning uchun reaktsiya harorati ma'lum bir oraliqda tartibga solinishi kerak. Nodir tuproq metallarini kiritish harorati juda yuqori, shuning uchun bosim qo'llanilishi kerak. reaksiya haroratini pasaytiradi.Ushbu usul past erish nuqtasiga ega bo'lgan metall-GICS tayyorlash uchun javob beradi, lekin qurilma murakkab va ishlash talablari qattiq, shuning uchun hozir juda kam qo'llaniladi.
Portlash usuli odatda grafit va KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O pyropyros yoki tayyorlangan aralashmalar kabi kengaytiruvchi vositadan foydalanadi, u qizdirilganda, grafit bir vaqtning o'zida oksidlanish va interkalatsiya reaktsiyasi bilan kambiy birikmasini hosil qiladi. "portlovchi" tarzda kengaytirildi, shuning uchun kengaytirilgan grafitni oladi. Metall tuzi kengaytiruvchi vosita sifatida ishlatilganda, mahsulot yanada murakkab bo'lib, unda nafaqat kengaytirilgan grafit, balki metall ham mavjud.
