U metudu di oxidazione chimica hè un metudu tradiziunale per a preparazione di grafite expandable. In questu metudu, u grafite naturali di fiocchi hè mischju cù l'oxidante appropritatu è l'agentu intercalante, cuntrullatu à una certa temperatura, constantemente agitatu, è lavatu, filtratu è seccu per ottene grafite expandable. U metudu d'ossidazione chimica hè diventatu un metudu relativamente maturu in l'industria cù i vantaghji di l'equipaggiu simplice, u funziunamentu cunvene è u costu bassu.
I passi di u prucessu di l'ossidazione chimica includenu l'ossidazione è l'intercalazione. L'ossidazione di grafite hè a cundizione basica per a furmazione di grafite espansibile, perchè se a reazione di intercalazione pò prucede bè, dipende da u gradu di apertura trà i strati di grafite. È grafite naturali in stanza. A temperatura hà una stabilità eccellente è resistenza à l'acidu è à l'alkali, per quessa ùn reagisce micca cù l'acidu è l'alkali, per quessa, l'aghjunzione di oxidante hè diventata un cumpunente chjave necessariu in l'ossidazione chimica.
Ci sò parechji tippi di oxidanti, l'ossidanti generalmente usati sò oxidanti solidi (cum'è permanganate di potasio, dichromate di potassiu, triossidu di cromu, chlorate di potassiu, etc.), ponu ancu esse qualchì oxidante liquidu oxidante (cum'è perossu di l'idrogenu, acid nitric, etc.). ). Hè truvatu in l'ultimi anni chì u permanganatu di potasio hè u principale oxidante utilizatu in a preparazione di grafite expandable.
Sutta l'azzione di l'oxidizer, u grafite hè ossidatu è i macromoleculi di a rete neutra in a capa di grafite diventanu macromoleculi planari cù carica positiva. A causa di l'effettu repulsive di a listessa carica pusitiva, a distanza trà i strati di grafite aumenta, chì furnisce un canale è spaziu per l'intercalator per entre in a capa di grafite. In u prucessu di preparazione di grafite expandable, l'agentu intercalante hè principalmente àcitu. Nta l'ultimi anni, i circadori utilizanu principalmente l'acidu sulfuricu, l'acidu nitricu, l'acidu fosforicu, l'acidu perchloricu, l'acidu mistu è l'acidu acìticu glaciale.
U metudu elettrochimicu hè in un currente custanti, cù a suluzione acquosa di l'inseritu cum'è l'elettroliti, grafite è materiali metallici (materiale inossidabile, platinu platinu, piombo, platinu titaniu, etc.) custituiscenu un anodu cumpostu, materiali metallici inseriti in u. l'elettroliti cum'è catodu, furmendu un ciclu chjusu; O u grafite suspesu in l'elettroliti, in l'elettroliti à u stessu tempu inseritu in u pianu negativu è pusitivu, per mezu di i dui elettrodi sò metudu energizati, ossidazione anodica. A superficia di grafite hè ossidata à carbocation. À u listessu tempu, sottu à l'azzione cumminata di l'attrazione elettrostatica è a diffusione di diffarenza di cuncentrazione, i ioni acidi o altri ioni intercalanti polari sò incrustati trà i strati di grafite per furmà grafite expandable.
In cunfrontu 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 sustanzi corrosivi hè chjuca, l'elettrolitu pò esse riciclatu dopu a reazione, a quantità di l'acidu hè ridutta, u costu hè salvatu, a contaminazione ambientale hè ridutta, u dannu à l'equipaggiu hè bassu, è a vita di serviziu hè allargata. assai imprese cù assai vantaghji.
U metudu di diffusione in fase di gasu hè di pruduce grafite expandable contactendu l'intercalator cù grafite in forma gasosa è intercalating reaction.Generally, u grafite è l'inseritu sò posti à i dui estremità di u reattore di vetru resistente à u calore, è u vacuum hè pumped è sealed, accussì si canusciutu macari comu lu mètudu two-chamber.This mètudu veni spissu usatu pi sintesi alogenuri -EG è metalli alkali -EG in industria.
Vantaghji: a struttura è l'ordine di u reattore pò esse cuntrullati, è i reactanti è i prudutti ponu esse facilmente separati.
Disadvantages: u dispusitivu di reazzione hè più cumplessu, u funziunamentu hè più difficiuli, cusì l'output hè limitatu, è a reazzione per esse realizatu in cundizioni d'alta temperatura, u tempu hè più longu, è e cundizioni di reazione sò assai altu, l'ambiente di preparazione deve esse realizatu. esse vacuum, cusì u costu di pruduzzione hè relativamente altu, micca adattatu per applicazioni di produzzione 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 expandable. Hè comunmente utilizatu per a sintesi di composti interlaminari alkali-grafite (GIC).
Vantaghji: U prucessu di reazzione hè sèmplice, a vitezza di reazzione hè veloce, cambiendu u rapportu di materie prime di grafite è inserti ponu ghjunghje à una certa struttura è cumpusizioni di grafite expandable, più adattatu per a pruduzzioni di massa.
Disadvantages: U pruduttu furmatu hè nstabbili, hè difficiule à trattà cù a sustanza inserita libera attaccata à a superficia di GICs, è hè difficiule à assicurà a cunsistenza di cumposti interlamellar grafite quandu un gran numaru di sintesi.
U metudu di fusione hè di mischjà grafite cù materiale intercalante è calore per preparà grafite expandable. Basatu nantu à u fattu chì i cumpunenti eutectici ponu calà u puntu di fusione di u sistema (sottu u puntu di fusione di ogni cumpunente), hè un metudu per a preparazione di GIC ternari o multicomponenti insettendu dui o più sustanzi (chì deve esse capaci di furmà un sistema di sali fusi) trà strati di grafite simultaneously.Generally usatu in a preparazione di cloruri di metalli - GIC.
Vantaghji: U pruduttu di sintesi hà una bona stabilità, faciule da lavà, un dispositivu simplice di reazione, una temperatura di reazione bassa, un pocu tempu, adattatu per a pruduzzione à grande scala.
Disadvantages: hè difficiule di cuntrullà a struttura di l'ordine è a cumpusizioni di u pruduttu in u prucessu di reazzione, è hè difficiule di assicurà a coherenza di a struttura di l'ordine è a cumpusizioni di u pruduttu in a sintesi di massa.
U metudu pressurizatu hè di mischjà a matrice di grafite cù metallu alcalino-terre è polvere di metallu di terra rara è reagisce per pruduce M-GICS in cundizioni pressurizzate.
Disadvantages: Solu quandu a pressione di vapore di u metallu supera un certu limitu, a reazzione di inserimentu pò esse realizatu; Tuttavia, a temperatura hè troppu altu, facile à causari metallu è grafite à furmà carburi, riazzioni negativu, cusì a temperatura di reazzione deve esse regulata in un certu range.The temperatura di inserimentu di metalli terri rari hè assai altu, cusì a prissioni deve esse appiicata à riduce a riazzioni temperature.This mètudu hè adattatu per a preparazione di metallu-GICS cù u puntu di fusione bassu, ma u dispusitivu hè cumplicatu è i bisogni di u funziunamentu sò stretti, cusì hè raramenti usatu avà.
U metudu esplosivi generalmente usa grafite è agenti di espansione cum'è KClO4, Mg (ClO4) 2·nH2O, Zn (NO3) 2·nH2O pyropyros o mischii preparati, quandu hè riscaldatu, u grafite sarà simultaneamente ossidazione è intercalazione cambium compostu, chì hè tandu. expanded in un modu "splusivi", cusì ottene grafite allargatu.Quandu u sali di metallu veni usatu comu agenti di espansione, u pruduttu hè più cumplessu, chì ùn hè micca solu grafite allargatu, ma dinù metallu.
