U metudu di ossidazione chimica hè un metudu tradiziunale per preparà grafite espansibile. In questu metudu, u grafite naturale in fiocche hè mischju cù l'ossidante è l'agente intercalante adatti, cuntrullati à una certa temperatura, sempre agitati, è lavati, filtrati è asciutti per ottene grafite espansibile. U metudu di ossidazione chimica hè diventatu un metudu relativamente maturu in l'industria cù i vantaghji di attrezzature semplici, operazione conveniente è low cost.
I passi di prucessu di l'ossidazione chimica includenu ossidazione è intercalazione. L'ossidazione di grafite hè a cundizione di basa per a furmazione di grafite espansibile, perchè se a reazione di intercalazione possa procedere liscia dipende da u gradu di apertura tra i strati di grafite. È grafite naturale in stanza a temperatura hà una eccellente stabilità è resistenza à l'acidu è à l'alkali, dunque ùn reagisce micca cù l'acidu è l'alkali, dunque, l'addizione di ossidante hè diventata un cumpunente chjave necessariu in l'ossidazione chimica.
Ci sò parechji tippi d'ossidanti, generalmente l'ossidanti usati sò ossidanti solidi (cum'è permanganatu di potassiu, dicromatu di potassiu, triossidu di cromu, cloratu di potassiu, ecc.), Pò esse ancu alcuni ossidanti liquidi ossidanti (cum'è perossidu d'idrogenu, acidu nitricu, ecc.) ). Si trova in l'ultimi anni chì u permanganatu di potassiu hè l'ossidante principale adupratu per a preparazione di grafite espansibile.
Sutta l'azzione di l'ossidante, u grafitu hè ossidatu è e macromolecule di rete neutre in u stratu di grafite diventanu macromolecule piane cun carica positiva. A causa di l'effettu repulsivu di a stessa carica positiva, a distanza trà i strati di grafite aumenta, chì furnisce un canale è un spaziu per l'intercalatore per entrà in u stratu di grafite lisu. In u prucessu di preparazione di grafite espansibile, l'agente intercalante hè principalmente acidu. In l'ultimi anni, i ricercatori usanu principalmente l'acidu sulfuricu, l'acidu nitricu, l'acidu fosforicu, l'acidu percloricu, l'acidu mischju è l'acidu aceticu glaciale.
U metudu elettrochimicu hè in una corrente costante, cù a soluzione acquosa di l'inseritu cum'è l'elettrolita, grafite è materiali metallici (materiale in acciaio inox, piastra di platinu, piastra di piombu, piastra di titaniu, etc.) custituiscenu un anodu compositu, materiali metallici inseriti in u elettrolitu cum'è catodu, furmendu un anellu chjosu; O u grafitu suspesu in l'elettrolitu, in l'elettrolitu à u stessu tempu inseritu in a piastra negativa è positiva, attraversu i dui elettrodi sò metudu energizatu, ossidazione anodica. A superficia di u grafitu hè oxidata à carbucazione. In listessu tempu, sottu à l'azzione cumbinata di attrazione elettrostatica è diffusione di differenza di concentrazione, ioni acidi o altri ioni intercalanti polari sò incrustati trà i strati di grafite per formà grafite espansibile.
Comparatu cù u metudu di ossidazione chimica, u metudu elettrochimicu per a preparazione di grafite espansibile in tuttu u prucessu senza l'usu di oxidante, a quantità di trattamentu hè grande, a quantità residuale di sostanze corrosive hè chjuca, l'elettrolitu pò esse riciclatu dopu a reazione, a quantità di acidu hè ridutta, u costu hè risparmiatu, a contaminazione ambientale hè ridutta, i danni à l'attrezzatura sò bassi, è a vita di serviziu hè allargata. In l'ultimi anni, u metudu elettrochimicu hè diventatu gradualmente u metudu preferitu per preparà grafite espansibile da parechje imprese cù assai vantaghji.
U metudu di diffusione in fase di gas hè di pruduce grafite espansibile cuntattendu l'intercalatore cù grafite in forma gassosa è reazione intercalante. sigillatu, dunque hè ancu cunnisciutu cum'è metudu à duie camere.Questu metudu hè spessu adupratu per sintetizà alogenuri -EG è metalli alcalini -EG in industria.
Vantaghji: a struttura è l'ordine di u reattore ponu esse cuntrullati, è i reattivi è i prudutti ponu esse facilmente separati.
Inconvenienti: u dispositivu di reazione hè più cumplessu, l'operazione hè più difficiule, cusì a produzzione hè limitata, è a reazione da fà in cundizioni di alta temperatura, u tempu hè più longu, è e cundizioni di reazione sò assai alte, l'ambiente di preparazione deve esse esse sottovuutu, cusì u costu di pruduzzione hè relativamente altu, micca adattu per applicazioni di pruduzzione à grande scala.
U metudu di a fase liquida mista hè di mischjà direttamente u materiale inseritu cù grafite, sottu a prutezzione di a mobilità di gas inerte o sistema di sigillatura per a reazione di riscaldamentu per preparà grafite espansibile. Hè comunmente adupratu per a sintesi di cumposti interlaminari di metalli alcalini-grafiti (GIC).
Vantaghji: U prucessu di reazzione hè simplice, a velocità di reazzione hè rapida, cambiendu u raportu di materie prime di grafite è inserti pò ghjunghje à una certa struttura è cumpusizione di grafite espansibile, più adatta per a produzzione di massa.
Svantaghji: U pruduttu furmatu hè instabile, hè difficiule di trattà cù a sustanza inserita libera attaccata à a superficia di i GIC, è hè difficiule per assicurà a cunsistenza di i cumposti interlamellari di grafite quandu un gran numeru di sintesi.
U metudu di fusione hè di mischjà grafite cù materiale intercalante è calore per preparà grafite espansibile. Basatu nantu à u fattu chì e cumpunenti eutettiche ponu abbassà u puntu di fusione di u sistema (sottu u puntu di fusione di ogni cumpunente), hè un metudu per a preparazione di GIC ternarii o multicomponenti inserendu duie o più sostanze (chì devenu esse in gradu di furmà un sistema di sali fusu) trà strati di grafite simultaneamente.Generalmente adupratu in a preparazione di cloruri metallici - GIC.
Avvanzi: U pruduttu di sintesi hà una bona stabilità, faciule da lavà, un dispositivu di reazione simplice, bassa temperatura di reazione, pocu tempu, adattatu per a produzzione à grande scala.
Svantaghji: hè difficiule di cuntrullà a struttura di l'ordine è a cumpusizione di u pruduttu in u prucessu di reazione, è hè difficiule per assicurà a cunsistenza di a struttura di l'ordine è a cumpusizione di u pruduttu in sintesi di massa.
U metudu pressurizatu hè di mischjà a matrice di grafite cù metalli alcalini terrestri è di polvere di metalli di terre rare è reagisce per pruduce M-GICS in cundizioni pressurizate.
Svantaghji: Solu quandu a pressione di vapore di u metallu supera una certa soglia, a reazione di inserimentu pò esse effettuata; Tuttavia, a temperatura hè troppu alta, faciule da fà chì u metalu è u grafitu formanu carburi, reazione negativa, dunque a temperatura di reazione deve esse regolata in un certu intervallu. riduce a temperatura di reazzione. Stu metudu hè adattatu per a preparazione di metalli-GICS cun puntu di fusione bassu, ma u dispositivu hè cumplicatu è i requisiti di operazione sò stretti, allora hè raramente adupratu avà.
U metudu esplosivu generalmente usa grafite è agente di espansione cum'è KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O piropirosi o mischji preparati, quandu hè riscaldatu, u grafitu farà simultaneamente una reazione di ossidazione è di intercalazione cumposta di cambium, chì hè allora espansu in modu "splusivu", ottenendu cusì grafite espansu. Quandu u sale di metallo hè adupratu cum'è agente di espansione, u pruduttu hè più cumplessu, chì ùn hà solu espansu grafite, ma ancu metallo.
