Kimyoviy oksidlanish usuli kengaytiriladigan grafit tayyorlashning an'anaviy usuli hisoblanadi. Bu usulda tabiiy po'stlog'li grafit tegishli oksidlovchi va interkalatsiyalovchi vosita bilan aralashtiriladi, ma'lum bir haroratda nazorat qilinadi, doimo aralashtiriladi va yuviladi, filtrlanadi va quritiladi va kengaytiriladigan grafit olinadi. Kimyoviy oksidlanish usuli oddiy uskunaning afzalliklari, qulay ishlashi va arzonligi bilan sanoatda nisbatan etuk usulga aylandi.
Kimyoviy oksidlanish jarayonining bosqichlari oksidlanish va interkalatsiyani o'z ichiga oladi. Grafit oksidlanishi kengayadigan grafit hosil bo'lishining asosiy shartidir, chunki interkalatsiyalanish reaksiyasi muammosiz davom etishi grafit qatlamlari orasidagi ochilish darajasiga bog'liq. Va xonadagi tabiiy grafit harorat juda yaxshi barqarorlikka, kislota va ishqorga qarshilikka ega, shuning uchun u kislota va gidroksidi bilan reaksiyaga kirmaydi, shuning uchun oksidlovchi qo'shilishi kimyoviy oksidlanishning asosiy komponentiga aylandi.
Ko'p turdagi oksidlovchilar bor, odatda ishlatiladigan oksidlovchilar qattiq oksidlovchilar (kaliy permanganat, kaliy dikromat, xrom trioksidi, kaliy xlorat va boshqalar), shuningdek, ba'zi oksidlovchi suyuq oksidlovchilar bo'lishi mumkin (masalan, vodorod peroksid, azot kislotasi va boshqalar). ). 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 zaryadli tekis makromolekulalarga aylanadi. Xuddi shu musbat zaryadning qaytaruvchi ta'siri tufayli grafit qatlamlari orasidagi masofa oshadi, bu esa interkalatorning grafit qatlamiga silliq kirishi uchun kanal va bo'sh joy beradi. Kengaytiriladigan grafitni tayyorlash jarayonida interkalatsiyalovchi vosita asosan kislotadir. So'nggi yillarda tadqiqotchilar asosan sulfat kislota, azot kislotasi, fosfor kislotasi, xlorid kislotasi, aralash kislota va muz sirka kislotasidan foydalanadilar.
Elektrokimyoviy usul doimiy oqimda, elektrolitlar, grafit va metall materiallar (zanglamaydigan po'latdan yasalgan plastinka, qo'rg'oshin plastinka, titaniumli plastinka va boshqalar) kompozitsion anodni, metall materiallarni o'z ichiga oladi. elektrod - katod, yopiq pastadir hosil qiladi; Yoki elektrolitda, elektrolitda to'xtatilgan grafit bir vaqtning o'zida manfiy va musbat plastinkaga joylashtiriladi, ikki elektrod orqali anodik oksidlanish usuli qo'llaniladi. Grafit yuzasi karbokatsiyaga qadar oksidlanadi. Shu bilan birga, elektrostatik tortishish va kontsentratsiya farqi diffuziyasining birgalikdagi ta'siri ostida kislota ionlari yoki boshqa qutbli interkalalantli ionlar grafit qatlamlari orasiga ko'milib, kengayadigan grafit hosil qiladi.
Kimyoviy oksidlanish usuli bilan taqqoslaganda, butun jarayonda oksidlovchi ishlatilmasdan kengayadigan grafitni tayyorlashning elektrokimyoviy usuli, ishlov berish miqdori katta, korroziv moddalarning qoldiq miqdori oz, elektrolitni reaktsiyadan keyin qayta ishlash mumkin, Kislota miqdori kamayadi, xarajatlar tejaladi, atrof -muhit ifloslanishi kamayadi, uskunaning shikastlanishi past bo'ladi va xizmat muddati uzayadi. So'nggi yillarda elektrokimyoviy usul asta -sekin kengaytiriladigan grafitni tayyorlashning afzal usuliga aylandi. ko'p afzalliklarga ega bo'lgan ko'plab korxonalar.
Gaz-fazali diffuziya usuli-gazsimon shaklda interkalator bilan grafit bilan aloqa qilish va interkalatsiyalanuvchi reaksiya orqali kengaytiriladigan grafit ishlab chiqarishdir. Umuman olganda, grafit va qo'shimchalar issiqlikka bardoshli shisha reaktorining ikkala uchiga joylashtiriladi va vakuum pompalanadi. muhrlangan, shuning uchun u ikki kamerali usul sifatida ham tanilgan.Bu usul ko'pincha sanoatda halogen -EG va gidroksidi metal -EG ni sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: reaktorning tuzilishi va tartibini nazorat qilish mumkin, reaktivlar va mahsulotlarni osongina ajratish mumkin.
Kamchiliklari: reaktsiya moslamasi murakkabroq, ishlash qiyinroq, shuning uchun chiqish cheklangan va yuqori harorat sharoitida bajariladigan reaksiya, vaqt uzoqroq va reaktsiya shartlari juda yuqori, tayyorgarlik muhiti vakuumli bo'ling, shuning uchun ishlab chiqarish narxi nisbatan yuqori, katta hajmdagi ishlab chiqarish dasturlari uchun mos emas.
Aralash suyuqlik fazasi usuli - kengaytirilgan grafitni tayyorlash uchun inert gazning harakatchanligi yoki qizdirish reaktsiyasi uchun muhrlash tizimi himoyalangan materialni to'g'ridan -to'g'ri grafit bilan aralashtirish. Odatda gidroksidi metal-grafit interlaminar birikmalarini (GIC) sintez qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari: Reaksiya jarayoni oddiy, reaksiya tezligi tez, grafit xom ashyosi va qo'shimchalarning nisbatini o'zgartirib, ommaviy ishlab chiqarishga ko'proq mos keladigan kengaytiriladigan grafitning ma'lum tuzilishi va tarkibiga etib borishi mumkin.
Kamchiliklari: hosil bo'lgan mahsulot beqaror, GIC yuzasiga biriktirilgan erkin kiritilgan modda bilan kurashish qiyin, va ko'p miqdordagi sintezda grafit interlamellararo birikmalarning mustahkamligini ta'minlash qiyin.
Eritish usuli - bu grafitni kengaytiruvchi grafitni tayyorlash uchun interkalatsiyalanuvchi material va issiqlik bilan aralashtirib, evtektik komponentlar tizimning erish nuqtasini pasaytirishi mumkinligiga asoslanib (har bir komponentning erish nuqtasidan pastda), bu uni tayyorlash usulidir. uch yoki ko'p komponentli GIClar bir vaqtning o'zida grafit qatlamlari orasiga ikki yoki undan ortiq moddalarni (eritilgan tuz tizimini hosil qila oladigan) qo'shib qo'yish orqali.Umumiy ravishda metall xloridlar - GIClarni tayyorlashda ishlatiladi.
Afzalliklari: Sintez mahsuloti yaxshi barqarorlikka ega, yuvilishi oson, oddiy reaksiya moslamasi, past reaksiya harorati, qisqa vaqt, katta ishlab chiqarishga yaroqli.
Kamchiliklari: reaktsiya jarayonida mahsulotning buyurtma tuzilishi va tarkibini nazorat qilish qiyin, va ommaviy sintezda mahsulotning buyurtma tuzilishi va tarkibining izchilligini ta'minlash qiyin.
Bosimli usul-bu grafit matritsasini ishqorli metall va nodir tuproqli metall kukuni bilan aralashtirish va bosim ostida M-GICS ishlab chiqarish.
Kamchiliklari: Faqat metallning bug 'bosimi ma'lum chegaradan oshib ketganda, kiritish reaktsiyasini amalga oshirish mumkin; Biroq, harorat juda yuqori, metall va grafitning karbidlarni hosil qilishiga osonlikcha salbiy reaktsiya, shuning uchun reaksiya harorati ma'lum diapazonda tartibga solinishi kerak. Nodir tuproqli metallarni kiritish harorati juda yuqori, shuning uchun bosim o'tkazilishi kerak. Bu usul past erish nuqtasi bo'lgan metall-GICS tayyorlash uchun javob beradi, lekin qurilma murakkab va ishlash talablari qattiq, shuning uchun hozir kamdan-kam ishlatiladi.
Portlash usuli odatda KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O piropiros yoki aralashmalar kabi grafit va kengaytiruvchi vositalardan foydalanadi, qizdirilganda grafit bir vaqtning o'zida kambiyli oksidlanish va interkalatsiyalanish reaktsiyasini hosil qiladi. "portlovchi" usulda kengaytirildi, shuning uchun kengaytirilgan grafitga ega bo'ldi. Kengaytiruvchi vosita sifatida metall tuzi ishlatilganda, mahsulot nafaqat murakkab grafit, balki metallga ham ega.
