Химиялык кычкылдануу ыкмасы кеңейүүчү графит даярдоонун салттуу ыкмасы болуп саналат. Бул ыкмада табигый кабык графитин тиешелүү оксидант жана интеркалациялоочу агент менен аралаштырып, белгилүү бир температурада көзөмөлдөп, тынымсыз аралаштырып, жууп, чыпкалап, кургатып, кеңейүүчү графит алат. Химиялык кычкылдандыруу ыкмасы жөнөкөй жабдуулардын артыкчылыктары, ыңгайлуу иштөөсү жана арзандыгы менен өнөр жайда салыштырмалуу жетилген ыкма болуп калды.
Химиялык кычкылдануу процессинин кадамдары кычкылданууну жана интеркалацияны камтыйт. Графиттин кычкылданышы кеңейүүчү графиттин пайда болушунун негизги шарты болуп саналат, анткени интеркалация реакциясы жылмакай улана алабы графит катмарларынын ортосундагы ачылуу даражасына көз каранды. Ал эми бөлмөдө табигый графит температура мыкты туруктуулукка жана кислота жана щелочко каршылыкка ээ, ошондуктан ал кислота жана щелоч менен реакцияга кирбейт, ошондуктан, оксиданттын кошулушу химиялык кычкылдануунун зарыл негизги компоненти болуп калды.
оксиданттардын көптөгөн түрлөрү бар, көбүнчө оксиданттарга катуу оксиданттар (мисалы, калий перманганаты, калий дихроматы, хром үч кычкылы, калий хлораты ж. ). Бул калий перманганаты кеңейтилүүчү графит даярдоодо колдонулган негизги оксидант болуп саналат акыркы жылдары табылган.
Кычкылдандыргычтын таасири астында графит кычкылданат жана графит катмарындагы нейтралдуу тармак макромолекулалары оң заряддуу тегиздик макромолекулаларга айланат. Ошол эле оң заряддын түртүүчү таасиринен графит катмарларынын аралыгы чоңоёт, бул интеркалатор графит катмарына бир калыпта кирүү үчүн канал жана мейкиндикти камсыз кылат. Кеңейтүүчү графитти даярдоо процессинде intercalating агенти негизинен кислота болуп саналат. Акыркы жылдары изилдөөчүлөр негизинен күкүрт кислотасын, азот кислотасын, фосфор кислотасын, перхлор кислотасын, аралаш кислотаны жана мөңгү уксус кислотасын колдонушат.
Электрохимиялык ыкма электролит, графит жана металл материалдары (дат баспас болоттон жасалган материал, платина пластина, коргошун плитасы, титан пластина ж.б.) композициялык анодду түзөт, металл материалдары кыстарылгандыктан, электролиттин суудагы эритмеси менен туруктуу токтун ичинде болот. катод катары электролит жабык контурду түзүүчү; Же электролитте илинген графит, электролитте бир эле учурда терс жана оң пластинкага киргизилип, эки электрод аркылуу энергияга келтирилет, аноддук кычкылдануу. Графиттин бети карбокацияга чейин кычкылданат. Ошол эле учурда электростатикалык тартылуунун жана концентрация айырмасынын диффузиясынын биргелешкен аракети астында кычкыл иондору же башка полярдык интеркалант иондору графит катмарларынын арасына кирип, кеңейүүчү графитти пайда кылат.
Химиялык кычкылдануу ыкмасы менен салыштырганда, оксидантты колдонбостон бүт процессте кеңейүүчү графитти даярдоонун электрохимиялык ыкмасы, тазалоонун көлөмү чоң, коррозияга кабылган заттардын калдыгы аз, реакциядан кийин электролит кайра иштетилиши мүмкүн, кислотанын көлөмү азаят, наркы үнөмдөлгөн, айлана-чөйрөнүн булганышы азаят, жабдуулардын бузулушу аз, жана кызмат мөөнөтү узартылат. Акыркы жылдары, электрохимиялык ыкма акырындык менен кеңейүүчү графит даярдоо үчүн артыкчылыктуу ыкмасы болуп калды. көптөгөн артыкчылыктары менен көптөгөн ишканалар.
Газ фазасынын диффузиялык ыкмасы интеркалаторду графит менен газ түрүндөгү байланышта жана интеркалациялоочу реакция аркылуу кеңейтилүүчү графитти өндүрүү болуп саналат. Жалпысынан алганда, графит жана кыстаруу ысыкка чыдамдуу айнек реактордун эки учуна жайгаштырылат, ал эми вакуум сорулат жана мөөр басылган, ошондуктан ал эки камералуу метод деп да аталат.
Артыкчылыктары: реактордун түзүлүшүн жана тартибин башкарууга болот, ал эми реагенттерди жана продуктыларды оңой ажыратууга болот.
Кемчиликтери: реакция аппараты татаалыраак, операция татаалыраак, ошондуктан чыгаруу чектелген жана реакция жогорку температуралык шарттарда ишке ашат, убакыт узунураак жана реакция шарттары өтө жогору, даярдоо чөйрөсү керек вакуум болушу керек, ошондуктан өндүрүштүн баасы салыштырмалуу жогору, ири өндүрүштүк колдонмолорго ылайыктуу эмес.
Аралаш суюк фаза ыкмасы инерттүү газдын мобилдүүлүгүнүн коргоосу астында же ысытуу реакциясы үчүн герметикалык графитти даярдоо үчүн киргизилген материалды графит менен түздөн-түз аралаштыруу болуп саналат. Ал көбүнчө щелочтук металл-графит аралык кошулмаларды (ГИК) синтездөө үчүн колдонулат.
Артыкчылыктары: Реакция процесси жөнөкөй, реакциянын ылдамдыгы тез, графит чийки затынын катышын өзгөртүү менен жана салынуучу графиттин белгилүү структурасына жана курамына жетиши мүмкүн, массалык өндүрүш үчүн ылайыктуу.
Кемчиликтери: Түзүлгөн продукт туруксуз, ГИКтин бетине жабышкан эркин киргизилген зат менен күрөшүү кыйын жана көп сандагы синтезде графит аралык кошулмалардын консистенциясын камсыз кылуу кыйын.
Эрүү ыкмасы графитти интеркалациялоочу материал менен аралаштыруу жана кеңейүүчү графитти даярдоо үчүн жылуулук болуп саналат. Эвтектикалык компоненттер системанын эрүү температурасын (ар бир компоненттин эрүү температурасынан төмөн) төмөндөтүшү мүмкүн экендигинин негизинде, бул үч же көп компоненттүү GICs бир эле учурда графит катмарларынын арасына эки же андан көп заттарды (эриген туз системасын түзө алышы керек) киргизүү аркылуу. Жалпысынан металл хлориддерин даярдоодо колдонулат - ГИК.
Артыкчылыктары: Синтездик продукт жакшы туруктуулукка ээ, жууганга оңой, реакциялык түзүлүшкө ээ, реакциянын температурасы төмөн, убакыт кыска, масштабдуу өндүрүшкө ылайыктуу.
Кемчиликтери: реакция процессинде продукциянын тартибин жана курамын көзөмөлдөө кыйын, ал эми массалык синтезде продукциянын тартиби менен курамынын ырааттуулугун камсыз кылуу кыйын.
Басымдуу ыкма графит матрицасын щелочтуу жер металлы жана сейрек кездешүүчү металл порошоктору менен аралаштыруу жана басымдуу шарттарда M-GICS өндүрүү үчүн реакция кылуу болуп саналат.
Кемчиликтери: Металлдын буу басымы белгилүү бир чектен ашканда гана киргизүү реакциясын жүргүзүүгө болот; Бирок, температура өтө жогору, металл жана графиттин карбиддердин пайда болушуна алып келиши оңой, терс реакция, ошондуктан реакциянын температурасы белгилүү бир диапазондо жөнгө салынышы керек. реакциянын температурасын төмөндөтүү.Бул ыкма эрүү температурасы төмөн металл-GICS даярдоо үчүн ылайыктуу, бирок аппарат татаал жана иштөө талаптары катуу, ошондуктан азыр сейрек колдонулат.
Жардыруу ыкмасы көбүнчө графитти жана KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O пиропирос сыяктуу экспансияны же аралашмаларды колдонот, ал ысытылганда графит бир эле убакта кычкылдануу жана интеркалация реакциясына кирет, андан кийин "жарылуучу" жол менен кеңейтилген, ошентип, кеңейтилген графитке ээ. Металл тузу кеңейтүүчү агент катары колдонулганда, продукт бир гана кеңейтилген графит эмес, металл дагы татаалыраак болот.
