Il-metodu ta 'ossidazzjoni kimika huwa metodu tradizzjonali għall-preparazzjoni tal-grafita espansibbli. F'dan il-metodu, grafita flake naturali hija mħallta ma 'ossidant xieraq u aġent ta' interkalazzjoni, ikkontrollat f'ċerta temperatura, imħawwad kontinwament, u maħsul, iffiltrat u mnixxef biex tinkiseb grafita espansibbli. Il-metodu ta 'ossidazzjoni kimika sar metodu relattivament matur fl-industrija bil-vantaġġi ta' tagħmir sempliċi, tħaddim konvenjenti u spiża baxxa.
Il-passi tal-proċess ta 'ossidazzjoni kimika jinkludu ossidazzjoni u interkalazzjoni. L-ossidazzjoni tal-grafita hija l-kundizzjoni bażika għall-formazzjoni ta' grafita espansibbli, għaliex jekk ir-reazzjoni ta 'interkalazzjoni tistax tipproċedi bla xkiel jiddependi fuq il-grad ta' ftuħ bejn is-saffi tal-grafita. U grafita naturali fil-kamra it-temperatura għandha stabbiltà eċċellenti u reżistenza għall-aċidu u l-alkali, għalhekk ma tirreaġixxix ma 'aċidu u alkali, għalhekk, iż-żieda ta' ossidant saret komponent ewlieni meħtieġ fl-ossidazzjoni kimika.
Hemm ħafna tipi ta 'ossidanti, ossidanti ġeneralment użati huma ossidanti solidi (bħal permanganat tal-potassju, dikromat tal-potassju, triossidu tal-kromju, klorat tal-potassju, eċċ.), Jista' jkun ukoll xi ossidanti likwidi ossidanti (bħal perossidu tal-idroġenu, aċidu nitriku, eċċ. ). F'dawn l-aħħar snin jinstab li l-permanganat tal-potassju huwa l-ossidant ewlieni użat fil-preparazzjoni tal-grafita espansibbli.
Taħt l-azzjoni ta 'ossidant, il-grafita tiġi ossidizzata u l-makromolekuli tan-netwerk newtrali fis-saff tal-grafita jsiru makromolekuli planari b'ċarġ pożittiv. Minħabba l-effett repulsiv tal-istess ħlas pożittiv, id-distanza bejn is-saffi tal-grafita tiżdied, li tipprovdi kanal u spazju għall-intercalator biex jidħol fis-saff tal-grafita bla xkiel. Fil-proċess ta 'preparazzjoni ta' grafita espansibbli, l-aġent ta 'interkalazzjoni huwa prinċipalment aċidu. F'dawn l-aħħar snin, ir-riċerkaturi jużaw prinċipalment aċidu sulfuriku, aċidu nitriku, aċidu fosforiku, aċidu perkloriku, aċidu mħallat u aċidu aċetiku glaċjali.
Metodu elettrokimiku huwa f'kurrent kostanti, bis-soluzzjoni milwiema ta 'l-inserzjoni bħala l-elettrolit, grafita u materjali tal-metall (materjal ta' l-istainless steel, pjanċa tal-platinu, pjanċa taċ-ċomb, pjanċa tat-titanju, eċċ.) jikkostitwixxu anodu kompost, materjali tal-metall imdaħħla fil- elettrolit bħala katodu, li jifforma ċirku magħluq; Jew il-grafita sospiża fl-elettrolit, fl-elettrolit fl-istess ħin imdaħħal fil-pjanċa negattiva u pożittiva, permezz taż-żewġ elettrodi huma metodu enerġizzat, ossidazzjoni anodika. Il-wiċċ tal-grafita huwa ossidizzat għal carbocation. Fl-istess ħin, taħt l-azzjoni magħquda ta 'attrazzjoni elettrostatika u diffużjoni tad-differenza fil-konċentrazzjoni, joni ta' l-aċidu jew joni interkalanti polari oħra huma inkorporati bejn is-saffi tal-grafita biex jiffurmaw grafita espansibbli.
Meta mqabbel mal-metodu ta 'ossidazzjoni kimika, il-metodu elettrokimiku għall-preparazzjoni ta' grafita espansibbli fil-proċess kollu mingħajr l-użu ta 'ossidant, l-ammont tat-trattament huwa kbir, l-ammont residwu ta' sustanzi korrużivi huwa żgħir, l-elettrolit jista 'jiġi riċiklat wara r-reazzjoni, l-ammont ta 'aċidu jitnaqqas, l-ispiża tiġi ffrankata, it-tniġġis ambjentali jitnaqqas, il-ħsara lit-tagħmir hija baxxa, u l-ħajja tas-servizz hija estiża. F'dawn l-aħħar snin, il-metodu elettrokimiku gradwalment sar il-metodu preferut għall-preparazzjoni tal-grafita espansibbli billi ħafna intrapriżi b'ħafna vantaġġi.
Il-metodu tad-diffużjoni tal-fażi tal-gass huwa li tipproduċi grafita espansibbli billi tikkuntattja l-intercalator mal-grafita f'forma ta 'gass u reazzjoni ta' interkalazzjoni. Ġeneralment, il-grafita u l-inserzjoni jitqiegħdu fiż-żewġt itruf tar-reattur tal-ħġieġ reżistenti għas-sħana, u l-vakwu jiġi ppumpjat u issiġillat, għalhekk huwa magħruf ukoll bħala l-metodu b'żewġ kmamar. Dan il-metodu spiss jintuża biex jissintetizza l-alid -EG u l-metall alkali -EG fl-industrija.
Vantaġġi: l-istruttura u l-ordni tar-reattur jistgħu jiġu kkontrollati, u r-reaġenti u l-prodotti jistgħu jiġu separati faċilment.
Żvantaġġi: l-apparat ta 'reazzjoni huwa aktar kumpless, l-operazzjoni hija aktar diffiċli, għalhekk l-output huwa limitat, u r-reazzjoni li għandha titwettaq taħt kundizzjonijiet ta' temperatura għolja, iż-żmien huwa itwal, u l-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni huma għoljin ħafna, l-ambjent ta' preparazzjoni għandu tkun vakwu, għalhekk l-ispiża tal-produzzjoni hija relattivament għolja, mhux adattata għal applikazzjonijiet ta 'produzzjoni fuq skala kbira.
Il-metodu tal-fażi likwida mħallta huwa li tħallat direttament il-materjal imdaħħal mal-grafita, taħt il-protezzjoni tal-mobilità ta 'gass inert jew sistema ta' siġillar għal reazzjoni ta 'tisħin biex tipprepara grafita espansibbli. Huwa komunement użat għas-sintesi ta 'komposti interlaminari tal-metall alkali-grafit (GICs).
Vantaġġi: Il-proċess ta 'reazzjoni huwa sempliċi, il-veloċità tar-reazzjoni hija mgħaġġla, billi tbiddel il-proporzjon tal-materja prima tal-grafita u l-inserzjonijiet jistgħu jilħqu ċerta struttura u kompożizzjoni ta' grafita espansibbli, aktar adattata għall-produzzjoni tal-massa.
Żvantaġġi: Il-prodott iffurmat huwa instabbli, huwa diffiċli li tittratta s-sustanza mdaħħla b'xejn imwaħħla mal-wiċċ tal-GICs, u huwa diffiċli li tiġi żgurata l-konsistenza tal-komposti interlamellari tal-grafita meta numru kbir ta 'sintesi.
Il-metodu tat-tidwib huwa li tħallat il-grafita b'materjal intercalating u s-sħana biex tipprepara grafita espansibbli. Ibbażat fuq il-fatt li l-komponenti ewtektiċi jistgħu jbaxxu l-punt tat-tidwib tas-sistema (taħt il-punt tat-tidwib ta 'kull komponent), huwa metodu għall-preparazzjoni ta' GICs ternarji jew multikomponenti billi jiddaħħlu żewġ sustanzi jew aktar (li għandhom ikunu kapaċi jiffurmaw sistema ta 'melħ imdewweb) bejn saffi tal-grafita fl-istess ħin.Ġeneralment użat fil-preparazzjoni ta' kloruri tal-metall - GICs.
Vantaġġi: Il-prodott ta 'sinteżi għandu stabbiltà tajba, faċli biex jinħasel, apparat ta' reazzjoni sempliċi, temperatura ta 'reazzjoni baxxa, żmien qasir, adattat għal produzzjoni fuq skala kbira.
Żvantaġġi: huwa diffiċli li tikkontrolla l-istruttura tal-ordni u l-kompożizzjoni tal-prodott fil-proċess ta 'reazzjoni, u huwa diffiċli li tiġi żgurata l-konsistenza tal-istruttura tal-ordni u l-kompożizzjoni tal-prodott fis-sinteżi tal-massa.
Il-metodu taħt pressjoni huwa li tħallat matriċi tal-grafita ma 'metall alkaline earth u trab tal-metall rari u tirreaġixxi biex tipproduċi M-GICS taħt kundizzjonijiet ta' pressjoni.
Żvantaġġi: Huwa biss meta l-pressjoni tal-fwar tal-metall taqbeż ċertu limitu, ir-reazzjoni ta 'inserzjoni tista' titwettaq; Madankollu, it-temperatura hija għolja wisq, faċli biex tikkawża metall u grafita biex jiffurmaw karburi, reazzjoni negattiva, għalhekk it-temperatura ta 'reazzjoni għandha tkun regolata f'ċerta firxa. It-temperatura ta' inserzjoni ta 'metalli rari tad-dinja hija għolja ħafna, għalhekk pressjoni għandha tiġi applikata għal tnaqqas it-temperatura tar-reazzjoni.Dan il-metodu huwa adattat għall-preparazzjoni ta 'metall-GICS b'punt ta' tidwib baxx, iżda l-apparat huwa kkumplikat u r-rekwiżiti tal-operazzjoni huma stretti, għalhekk rarament jintuża issa.
Metodu splussiv ġeneralment juża grafita u aġent ta 'espansjoni bħal KClO4, Mg (ClO4) 2·nH2O, Zn (NO3) 2·nH2O pyropyros jew taħlitiet ippreparati, meta jissaħħan, grafita se simultanjament ossidazzjoni u interkalazzjoni reazzjoni cambium kompost, li mbagħad huwa estiża b'mod "splussiv", u b'hekk tikseb grafita estiża. Meta l-melħ tal-metall jintuża bħala aġent ta 'espansjoni, il-prodott huwa aktar kumpless, li mhux biss għandu grafita estiża, iżda wkoll metall.
