Kimyəvi oksidləşmə üsulu genişlənən qrafit hazırlamaq üçün ənənəvi üsuldur. Bu üsulda təbii lopa qrafit müvafiq oksidləşdirici və interkallaşdırıcı maddə ilə qarışdırılır, müəyyən temperaturda idarə olunur, daim qarışdırılır və yuyulur, süzülür və genişlənən qrafit əldə edilir. Kimyəvi oksidləşmə üsulu sadə avadanlıq, rahat işləmə və aşağı qiymət üstünlükləri ilə sənayedə nisbətən yetkin bir üsula çevrilmişdir.
Kimyəvi oksidləşmənin proses mərhələlərinə oksidləşmə və interkalasiya daxildir. Qrafitin oksidləşməsi genişlənən qrafitin əmələ gəlməsi üçün əsas şərtdir, çünki interkalasiya reaksiyasının rəvan davam edib-etməməsi qrafit təbəqələri arasında açılma dərəcəsindən asılıdır. Və otaqda təbii qrafit temperatur əla sabitliyə və turşu və qələvi müqavimətinə malikdir, buna görə də turşu və qələvi ilə reaksiya vermir, buna görə də oksidantın əlavə edilməsi kimyəvi oksidləşmədə zəruri əsas komponentə çevrilmişdir.
Bir çox oksidləşdirici növ var, ümumiyyətlə istifadə olunan oksidləşdiricilər bərk oksidləşdiricilərdir (məsələn, kalium permanqanat, kalium dikromat, xrom trioksid, kalium xlorat və s.), həmçinin bəzi oksidləşdirici maye oksidləşdiricilər (məsələn, hidrogen peroksid, azot turşusu və s.) ). Son illərdə aşkar edilmişdir ki, kalium permanganat genişlənə bilən qrafitin hazırlanmasında istifadə olunan əsas oksidləşdiricidir.
Oksidləşdiricinin təsiri altında qrafit oksidləşir və qrafit təbəqəsindəki neytral şəbəkə makromolekulları müsbət yüklü planar makromolekullara çevrilir. Eyni müsbət yükün itələyici təsirinə görə qrafit təbəqələri arasında məsafə artır, bu da interkalatorun qrafit təbəqəsinə rəvan daxil olması üçün kanal və boşluq yaradır. Genişlənə bilən qrafitin hazırlanması prosesində interkalasiya agenti əsasən turşudur. Son illərdə tədqiqatçılar əsasən sulfat turşusu, azot turşusu, fosfor turşusu, perklor turşusu, qarışıq turşu və buzlu sirkə turşusundan istifadə edirlər.
Elektrokimyəvi üsul daimi cərəyandadır, elektrolit kimi insertin sulu məhlulu ilə, qrafit və metal materiallar (paslanmayan polad material, platin lövhə, qurğuşun lövhə, titan boşqab və s.) kompozit anod təşkil edir, metal materiallar içəriyə daxil edilir. qapalı bir dövrə meydana gətirən katod kimi elektrolit; Və ya elektrolitdə dayandırılmış qrafit, elektrolitdə eyni zamanda mənfi və müsbət boşqaba daxil edilir, iki elektrod vasitəsilə anodik oksidləşmə üsulu ilə enerji verilir. Qrafitin səthi oksidləşərək karbokasiyaya çevrilir. Eyni zamanda, elektrostatik cazibə və konsentrasiya fərqi diffuziyasının birləşmiş təsiri altında, turşu ionları və ya digər qütb interkalant ionları genişlənən qrafit yaratmaq üçün qrafit təbəqələri arasında yerləşdirilir.
Kimyəvi oksidləşmə üsulu ilə müqayisədə, oksidləşdirici istifadə etmədən bütün prosesdə genişlənən qrafitin hazırlanması üçün elektrokimyəvi üsul, müalicənin miqdarı böyükdür, aşındırıcı maddələrin qalıq miqdarı azdır, elektrolit reaksiyadan sonra təkrar emal edilə bilər, turşunun miqdarı azalır, məsrəflərə qənaət edilir, ətraf mühitin çirklənməsi azalır, avadanlığın zədələnməsi az olur və istismar müddəti uzadılır. bir çox üstünlükləri olan bir çox müəssisə.
Qaz fazalı diffuziya üsulu, interkalatoru qaz şəklində qrafitlə təmasda saxlamaq və interkalasiya reaksiyası yolu ilə genişlənən qrafit istehsal etməkdir. Ümumiyyətlə, qrafit və əlavə istiliyədavamlı şüşə reaktorun hər iki ucunda yerləşdirilir və vakuum pompalanır və möhürlənmişdir, buna görə də iki kameralı metod kimi tanınır. Bu üsul tez-tez sənayedə halid -EG və qələvi metal -EG sintez etmək üçün istifadə olunur.
Üstünlükləri: reaktorun quruluşu və nizamı idarə oluna bilər, reaksiya verən maddələr və məhsullar asanlıqla ayrıla bilər.
Dezavantajlar: reaksiya cihazı daha mürəkkəbdir, əməliyyat daha çətindir, buna görə çıxış məhduddur və yüksək temperatur şəraitində həyata keçiriləcək reaksiya, vaxt daha uzundur və reaksiya şərtləri çox yüksəkdir, hazırlıq mühiti olmalıdır vakuum olun, buna görə istehsal dəyəri nisbətən yüksəkdir, geniş miqyaslı istehsal tətbiqləri üçün uyğun deyil.
Qarışıq maye faza üsulu, genişlənən qrafit hazırlamaq üçün inert qazın hərəkətliliyi və ya sızdırmazlıq sisteminin mühafizəsi altında daxil edilmiş materialı birbaşa qrafitlə qarışdırmaqdır. Adətən qələvi metal-qrafit interlaminar birləşmələrinin (GIC) sintezi üçün istifadə olunur.
Üstünlüklər: Reaksiya prosesi sadədir, reaksiya sürəti sürətlidir, qrafit xammalının nisbətini dəyişdirərək və əlavələr kütləvi istehsal üçün daha uyğun olan genişlənən qrafitin müəyyən bir quruluşuna və tərkibinə çata bilər.
Dezavantajları: əmələ gələn məhsul qeyri-sabitdir, GİK-lərin səthinə yapışdırılmış sərbəst daxil edilmiş maddə ilə mübarizə aparmaq çətindir və çox sayda sintez zamanı qrafit interlamelyar birləşmələrin konsistensiyasını təmin etmək çətindir.
Ərimə üsulu genişlənən qrafit hazırlamaq üçün qrafiti interkalasiya edən material və istiliklə qarışdırmaqdır. Evtektik komponentlərin sistemin ərimə nöqtəsini (hər bir komponentin ərimə nöqtəsindən aşağı) aşağı sala bilməsinə əsaslanaraq, bu, qrafit təbəqələrinin arasına eyni vaxtda iki və ya daha çox maddə (ərimiş duz sistemi əmələ gətirə bilməlidir) daxil etməklə üçlü və ya çoxkomponentli GİK-lər.Ümumiyyətlə metal xloridlərin - GİK-lərin hazırlanmasında istifadə olunur.
Üstünlükləri: Sintez məhsulu yaxşı dayanıqlığa, yuyulması asan, sadə reaksiya qurğusuna, aşağı reaksiya temperaturuna, qısa müddətə malikdir, geniş miqyaslı istehsal üçün uyğundur.
Dezavantajları: reaksiya prosesində məhsulun sifariş strukturuna və tərkibinə nəzarət etmək çətindir və kütləvi sintezdə məhsulun sifariş strukturu və tərkibinin ardıcıllığını təmin etmək çətindir.
Təzyiqli üsul qrafit matrisini qələvi torpaq metalı və nadir torpaq metal tozu ilə qarışdırmaq və təzyiq altında M-GICS istehsal etmək üçün reaksiya verməkdir.
Dezavantajları: Yalnız metalın buxar təzyiqi müəyyən bir həddi aşdıqda, daxiletmə reaksiyası həyata keçirilə bilər; Bununla belə, temperatur çox yüksəkdir, metal və qrafitin karbidlərin əmələ gəlməsinə səbəb olmaq asandır, mənfi reaksiya, buna görə də reaksiya temperaturu müəyyən bir diapazonda tənzimlənməlidir. Nadir torpaq metallarının daxil olma temperaturu çox yüksəkdir, buna görə də təzyiq tətbiq edilməlidir. reaksiya temperaturunu azaltmaq. Bu üsul aşağı ərimə nöqtəsi olan metal-GICS hazırlamaq üçün uyğundur, lakin cihaz mürəkkəbdir və əməliyyat tələbləri ciddidir, ona görə də indi nadir hallarda istifadə olunur.
Partlayıcı üsul ümumiyyətlə qrafitdən və KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros kimi genişlənmə agentindən və ya hazırlanmış qarışıqlardan istifadə edir, qızdırıldıqda qrafit eyni vaxtda oksidləşmə və interkalasiya reaksiyasına malik kambiy birləşməsinə məruz qalır. "partlayıcı" şəkildə genişlənir, beləliklə, genişlənmiş qrafit əldə edilir. Metal duzu genişləndirici agent kimi istifadə edildikdə, məhsul daha mürəkkəbdir, yalnız genişlənmiş qrafit deyil, həm də metal var.
