A kémiai oxidációs módszer hagyományos módszer a expandálható grafit előállítására. Ennél a módszernél a természetes pelyhes grafitot megfelelő oxidálószerrel és interkalációs szerrel keverik össze, bizonyos hőmérsékleten szabályozzák, folyamatosan keverik, majd mossák, szűrik és szárítják, hogy expandálható grafitot kapjanak. A kémiai oxidációs módszer viszonylag érett módszerré vált az iparban, az egyszerű berendezések, a kényelmes kezelés és az alacsony költségek előnyeivel.
A kémiai oxidáció folyamatlépései magukban foglalják az oxidációt és az interkalációt. A grafit oxidációja az expandálható grafit kialakulásának alapfeltétele, mivel az, hogy az interkalációs reakció zökkenőmentesen lezajlik -e, a grafitrétegek közötti nyitottság mértékétől függ. És természetes grafit a szobában A hőmérséklet kiváló stabilitással és sav- és lúgállósággal rendelkezik, ezért nem reagál savval és lúggal, ezért az oxidálószer hozzáadása a kémiai oxidáció szükséges kulcskomponensévé vált.
Sokféle oxidálószer létezik, az általánosan használt oxidálószerek szilárd oxidálószerek (például kálium -permanganát, kálium -dikromát, króm -trioxid, kálium -klorát stb.), Lehetnek oxidáló folyadékok is (például hidrogén -peroxid, salétromsav stb.). ). Az elmúlt években megállapították, hogy a kálium -permanganát a fő oxidálószer, amelyet a habosítható grafit előállításához használnak.
Az oxidálószer hatására a grafit oxidálódik, és a grafitréteg semleges hálózati makromolekulái pozitív töltésű síkbeli makromolekulákká válnak. Ugyanazon pozitív töltés taszító hatása miatt nő a grafitrétegek közötti távolság, ami csatornát és teret biztosít az interkalátor számára, hogy simán beléphessen a grafitrétegbe. A habosítható grafit előkészítési folyamatában az interkaláló szer főleg sav. Az utóbbi években a kutatók főleg kénsavat, salétromsavat, foszforsavat, perklórsavat, vegyes savat és jégecetet használnak.
Az elektrokémiai módszer állandó áramban van, a betét vizes oldata, mivel az elektrolit, a grafit és a fém anyagok (rozsdamentes acél, platinalemez, ólomlemez, titánlemez stb.) Alkotják az összetett anódot, a elektrolit katódként, zárt hurkot képezve; Vagy az elektrolitban felfüggesztett grafit, az elektrolitban, egyidejűleg behelyezve a negatív és pozitív lemezbe, a két elektródán keresztül feszültség alatt álló módszer, az anódos oxidáció. A grafit felülete karbokationra oxidálódik. Ugyanakkor az elektrosztatikus vonzás és a koncentrációkülönbség diffúziójának együttes hatására savionok vagy más poláris interkaláns ionok ágyazódnak be a grafitrétegek közé, hogy bővíthető grafitot képezzenek.
A kémiai oxidációs módszerrel összehasonlítva az elektrokémiai módszer a kiterjeszthető grafit előállítására az egész folyamatban oxidálószer használata nélkül, a kezelési mennyiség nagy, a korrozív anyagok maradék mennyisége kicsi, az elektrolit a reakció után újrahasznosítható, csökken a savmennyiség, csökkennek a költségek, csökken a környezetszennyezés, kár keletkezik a berendezésben, és meghosszabbodik az élettartam. Az utóbbi években az elektrokémiai módszer fokozatosan az előnyös módszere lett a expandálható grafit előállításának sok vállalkozás számos előnnyel.
A gázfázisú diffúziós módszer az, hogy expandálható grafitot állítanak elő úgy, hogy az interkalátort gáznemű grafittal érintkeztetik és interkalációs reakcióba lépnek. Általában a grafitot és a betétet a hőálló üvegreaktor mindkét végére helyezik, és a vákuumot szivattyúzzák és lezárt, ezért kétkamrás módszerként is ismert. Ezt a módszert gyakran használják az -EG és alkálifém -EG szintetizálására az iparban.
Előnyök: a reaktor szerkezete és sorrendje szabályozható, a reagensek és termékek könnyen elválaszthatók.
Hátrányok: a reakcióberendezés bonyolultabb, a művelet nehezebb, ezért a kimenet korlátozott, és a reakció magas hőmérsékletű körülmények között, az idő hosszabb, és a reakciókörülmények nagyon magasak, az előkészítési környezetnek vákuum legyen, így a gyártási költség viszonylag magas, nem alkalmas nagyüzemi gyártási alkalmazásokhoz.
A vegyes folyadékfázisú módszer az, hogy a behelyezett anyagot közvetlenül grafittal keverik össze, inert gáz mobilitásának védelme vagy a fűtési reakcióhoz szükséges tömítőrendszer segítségével, hogy expandálható grafitot állítsanak elő. Általában alkálifém-grafit interlamináris vegyületek (GIC) szintézisére használják.
Előnyök: A reakciófolyamat egyszerű, a reakciósebesség gyors, a grafit alapanyagok és betétek arányának megváltoztatásával elérheti a expandálható grafit bizonyos szerkezetét és összetételét, amely alkalmasabb a tömegtermelésre.
Hátrányok: A képződött termék instabil, nehéz megbirkózni a GIC -ek felületéhez rögzített szabadon beillesztett anyaggal, és nehéz biztosítani a grafit interlamelláris vegyületek konzisztenciáját, ha nagy számú szintézis történik.
Az olvasztási módszer az, hogy grafitot keverünk interkaláló anyaggal és hővel, hogy expandálható grafitot állítsunk elő. Azon tény alapján, hogy az eutektikus komponensek csökkenthetik a rendszer olvadáspontját (az egyes komponensek olvadáspontja alatt), ez egy módszer a három vagy többkomponensű GIC -ket, két vagy több anyag (amelyeknek képesnek kell lenniük olvadt sórendszer kialakítására) egyidejű behelyezésével a grafitrétegek közé. Általában fémkloridok - GIC -k előállítására használják.
Előnyök: A szintézis termék jó stabilitással rendelkezik, könnyen mosható, egyszerű reakcióeszköz, alacsony reakcióhőmérséklet, rövid idő, alkalmas nagyüzemi gyártásra.
Hátrányok: a reakció folyamatában nehéz ellenőrizni a termék rendelési szerkezetét és összetételét, valamint nehéz biztosítani a tömegrendeletben a termék rendelési szerkezetének és összetételének következetességét.
A nyomás alatt álló módszer az, hogy grafit mátrixot alkáliföldfém és ritkaföldfém porral keverünk össze, és reagálva M-GICS-t állítunk elő nyomás alatt.
Hátrányok: A beillesztési reakció csak akkor hajtható végre, ha a fém gőznyomása meghalad egy bizonyos küszöbértéket; Azonban a hőmérséklet túl magas, könnyen fémeket és grafitokat okozhat karbidok képződésében, negatív reakció, ezért a reakció hőmérsékletét egy bizonyos tartományban kell szabályozni. A ritkaföldfémek behelyezési hőmérséklete nagyon magas, ezért nyomást kell gyakorolni csökkentse a reakcióhőmérsékletet. Ez a módszer alkalmas alacsony olvadáspontú fém-GICS készítésére, de a készülék bonyolult és a működési követelmények szigorúak, ezért ritkán használják.
A robbanásveszélyes módszer általában grafitot és expanziós szert, például KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O piropirost vagy keverékeket használ, amelyeket hevítés közben egyidejűleg oxidálnak és interkalálnak. "robbanásveszélyes" módon bővítették ki, így kaptak expandált grafitot. Ha fémsót használnak expanziós szerként, a termék összetettebb, amely nemcsak expandált grafitot, hanem fémet is tartalmaz.
