Усули оксидшавии химиявӣ як усули анъанавии тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Дар ин усул, графити пораи табиӣ бо оксидант ва агенти байниҳамдигарии мувофиқ омехта карда, дар ҳарорати муайян назорат карда мешавад, доимо омехта карда мешавад ва шуста, филтр карда ва хушк карда мешавад, то графити васеъшаванда ба даст оварда шавад. Усули оксидшавии кимиёвӣ дар саноат бо бартариҳои таҷҳизоти оддӣ, кори қулай ва арзиши паст ба усули нисбатан пухта табдил ёфтааст.
Марҳилаҳои раванди оксидшавии кимиёвӣ оксидшавӣ ва интеркалатсияро дар бар мегиранд. Оксидшавии графит шарти асосии ташаккули графити васеъшаванда мебошад, зеро оё реаксияи байниҳамдигарӣ метавонад ба таври осон идома ёбад, аз дараҷаи кушодашавии байни қабатҳои графит вобаста аст. Ва графити табиӣ дар ҳуҷра ҳарорат устувории аъло ва муқовимати кислота ва ишқро дорад, аз ин рӯ бо кислота ва сілтӣ вокуниш нишон намедиҳад, аз ин рӯ, илова кардани оксидант ҷузъи муҳими оксидшавии кимиёвӣ гардид.
Намудҳои зиёди оксидантҳо мавҷуданд, ки одатан истифодашаванда оксидантҳои сахт мебошанд (аз қабили перманганати калий, дихромати калий, триоксиди хром, хлорати калий ва ғайра), инчунин метавонанд баъзе оксидантҳои моеъи оксидкунанда (ба монанди пероксиди гидроген, кислотаи нитрат ва ғайра) бошанд. ). Дар солхои охир маълум шуд, ки перманганати калий оксиданти асосиест, ки дар тайёр кардани графити васеъшаванда истифода мешавад.
Дар зери таъсири оксидкунанда графит оксид мешавад ва макромолекулаҳои шабакаи бетараф дар қабати графит ба макромолекулаҳои ҳамвории заряди мусбат табдил меёбанд. Аз сабаби таъсири бозгардонандаи як заряди мусбат масофаи байни кабатхои графитй зиёд мешавад, ки ин барои бемалол ба кабати графит дохил шудани интеркалатор канал ва фазо медихад. Дар раванди тайёр кардани графити васеъшаванда, агенти байниҳамдигарӣ асосан кислота мебошад. Дар солхои охир тадкикотчиён асосан аз кислотаи сулфат, кислотаи нитрат, фосфор, кислотаи перхлорид, кислотаи омехта ва сиркои пирях истифода мебаранд.
Усули электрохимиявӣ дар ҷараёни доимӣ буда, бо маҳлули обии замима ҳамчун электролит, графит ва маводи металлӣ (маводи аз пӯлоди зангногир, плитаи платина, плитаи сурб, плитаи титанӣ ва ғайра) аноди таркибӣ, маводи металлӣ дар дохили он ҷойгир карда мешаванд. электролит ҳамчун катод, як ҳалқаи пӯшида ташкил медиҳад; Ё графите, ки дар электролит овезон аст, дар электролит дар як вақт ба пластинкаи манфӣ ва мусбат ворид карда мешавад, ба воситаи ду электрод усули энергияи анодӣ оксид карда мешавад. Сатҳи графит то карбокатсия оксид мешавад. Дар айни замон, дар зери таъсири якҷояи ҷалби электростатикӣ ва диффузияи фарқияти консентратсия, ионҳои кислота ё дигар ионҳои интеркаланти қутбӣ дар байни қабатҳои графит ҷойгир карда шуда, графити васеъшавандаро ташкил медиҳанд.
Дар муқоиса бо усули оксидшавии кимиёвӣ, усули электрохимиявӣ барои тайёр кардани графити васеъшаванда дар тамоми раванд бе истифодаи оксидант, миқдори коркард калон аст, миқдори боқимондаи моддаҳои зангзананда хурд аст, электролитро пас аз реаксия дубора коркард кардан мумкин аст, миқдори кислота кам мешавад, хароҷот сарфа мешавад, ифлосшавии муҳити зист кам мешавад, зарари таҷҳизот кам ва мӯҳлати хидмат дароз карда мешавад.Дар солҳои охир, усули электрохимиявӣ тадриҷан ба усули афзалиятнок барои тайёр кардани графити васеъшаванда табдил ёфт. бисьёр корхонахо бо афзалиятхои зиёд.
Усули диффузияи фазавии газ ин тавлид кардани графити васеъшаванда тавассути тамос бо графит бо графит дар шакли газӣ ва реаксияи байниҳамдигарӣ мебошад. Умуман, графит ва замима дар ҳарду канори реактори шишагии ба гармӣ тобовар ҷойгир карда мешаванд ва вакуум насос карда мешавад ва мӯҳр, то он аст, низ ҳамчун усули ду-палата маълум. Ин усул аст, аксар вақт барои синтези halide -EG ва металли сілтӣ -EG дар саноат истифода бурда мешавад.
Афзалиятҳо: сохтор ва тартиби реакторро идора кардан мумкин аст ва реактивҳо ва маҳсулотро ба осонӣ ҷудо кардан мумкин аст.
Камбудиҳо: дастгоҳи реаксия мураккабтар аст, амалиёт мушкилтар аст, бинобар ин баромад маҳдуд аст ва реаксия бояд дар шароити ҳарорати баланд гузаронида шавад, вақт дарозтар аст ва шароити реаксия хеле баланд аст, муҳити омодагӣ бояд вакуум бошад, бинобар ин арзиши истеҳсолот нисбатан баланд аст ва барои барномаҳои истеҳсолии миқёси калон мувофиқ нест.
Усули марҳилаи омехтаи моеъ бевосита омехта кардани маводи воридшуда бо графит аст, ки таҳти ҳимояи ҳаракати гази инертӣ ё системаи мӯҳр барои реаксияи гармидиҳӣ барои омода кардани графити васеъшаванда мебошад. Он одатан барои синтези пайвастагиҳои байниламинарии металлҳои сілтӣ-графитӣ (GICs) истифода мешавад.
Афзалиятҳо: Раванди реаксия оддӣ аст, суръати реаксия зуд аст, бо тағир додани таносуби ашёи хоми графит ва замимаҳо метавонад ба сохтор ва таркиби муайяни графити васеъшаванда, ки барои истеҳсоли омма мувофиқтар аст, расад.
Камбудиҳо: Маҳсулоти ҳосилшуда ноустувор аст, мубориза бо моддаи воридшудаи озоди ба сатҳи GICs пайвастшуда душвор аст ва ҳангоми синтези миқдори зиёди пайвастагии графит пайвастагии пайвастагиҳои байниламелярӣ душвор аст.
Усули обшавии графит бо маводи байниҳамдигарӣ омехта кардани графит ва гармӣ барои тайёр кардани графити васеъшаванда мебошад. Дар асоси он, ки ҷузъҳои эвтектикӣ метавонанд нуқтаи обшавии системаро (дар поён аз нуқтаи обшавии ҳар як компонент) паст кунанд, он як усули тайёр кардани GIC-ҳои семоҳа ё бисёркомпонентӣ тавассути ворид кардани ду ё зиёда моддаҳо (ки бояд системаи намаки гудохтаро ташкил кунанд) дар байни қабатҳои графитӣ дар як вақт истифода мешаванд.Одатан дар тайёр кардани хлоридҳои металлӣ - GIC.
Афзалиятҳо: Маҳсулоти синтез дорои устувории хуб, шустани осон, дастгоҳи реаксияи оддӣ, ҳарорати пасти реаксия, вақти кӯтоҳ, барои истеҳсоли миқёси калон мувофиқ аст.
Камбудихо: дар процесси реак-ция назорат кардани структураи тартиб ва таркиби махсулот душвор аст ва дар синтези омма мувофик будани структураи тартиб ва таркиби махсулотро таъмин кардан душвор аст.
Усули фишурдашуда омехта кардани матритсаи графитӣ бо металлҳои сілтӣ ва хокаи металлҳои нодир ва реаксия барои тавлиди M-GICS дар шароити фишор аст.
Камбудињо: Танњо ваќте ки фишори буѓи металл аз њадди муайян зиёд мешавад, реаксияи воридкуниро ба амал баровардан мумкин аст; Бо вуҷуди ин, ҳарорати хеле баланд аст, ба осонӣ боиси металл ва graphite ба ташаккули карбидҳо, аксуламали манфӣ, то ҳарорати реаксия бояд дар як қатор муайян танзим карда мешавад. Ҳарорати ворид намудани металлҳои нодир замин хеле баланд аст, то фишор бояд истифода бурда мешавад паст кардани ҳарорати реаксия.Ин усул барои тайёр кардани металл-GICS бо нуқтаи обшавии паст мувофиқ аст, аммо дастгоҳ мураккаб аст ва талаботи амалиёт сахт аст, бинобар ин ҳоло он хеле кам истифода мешавад.
Усули тарканда одатан графит ва агенти васеъкуниро истифода мебарад, аз қабили KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O пиропирос ё омехтаҳои омодашуда, вақте ки гарм карда мешавад, графит ҳамзамон оксидшавӣ ва реаксияи байниҳамдигарии камбийро ба вуҷуд меорад, ки баъдан ба таври "таркишовар" васеъ карда шуда, ҳамин тавр ба даст овардани graphite васеъ. Вақте ки намаки металлӣ ҳамчун агенти васеъ истифода мешавад, маҳсулот мураккабтар аст, ки на танҳо графити васеъ, балки инчунин металлро дорад.
