Химиялык кычкылдануу ыкмасы кеңейтилүүчү графитти даярдоо үчүн салттуу ыкма болуп саналат. Бул ыкма менен табигый үлпөт графити тиешелүү оксидант жана интеркалкалоочу агент менен аралаштырылып, белгилүү бир температурада көзөмөлдөнөт, дайыма козголуп, жууп, чыпкалап жана кургатылып графит алуу үчүн кургатылат. Химиялык кычкылдануу ыкмасы жөнөкөй жабдуулардын, ыңгайлуу иштөөнүн жана арзандыгынын артыкчылыктары менен өнөр жайда салыштырмалуу жетилген ыкма болуп калды.
Химиялык кычкылдануунун процесстик кадамдары кычкылданууну жана интеркалацияны камтыйт. Графиттин кычкылдануусу кеңейтилүүчү графиттин пайда болушунун негизги шарты болуп саналат, анткени интеркалация реакциясы тегиз жүрө алабы, графит катмарларынын ортосундагы ачылуу даражасына жараша болот. температура мыкты стабилдүүлүккө жана кислотага жана щелочтуу каршылыкка ээ, андыктан кислота жана щелоч менен реакцияга кирбейт, андыктан оксидантты кошуу химиялык кычкылдануунун негизги компоненти болуп калды.
Кычкылдандыргычтардын көптөгөн түрлөрү бар, көбүнчө кычкылдандыруучулар катуу кычкылдандыргычтар (мисалы, калий перманганаты, калий дихроматы, хром триоксиди, калий хлораты, ж. ). Калий перманганаты кеңейтилүүчү графитти даярдоодо колдонулуучу негизги оксидант экени акыркы жылдары табылган.
Кычкылдандыргычтын таасири астында графит окистенет жана графит катмарындагы нейтралдуу тармак макромолекулалары оң заряддуу планардык макромолекулаларга айланат. Ошол эле оң заряддын жийиркеничтүү таасиринен улам графит катмарларынын ортосундагы аралык көбөйөт, бул интеркалордун графит катмарына бир калыпта кириши үчүн канал жана мейкиндикти камсыздайт. Кеңейтилүүчү графиттин даярдоо процессинде, intercalating агент негизинен кислота болуп саналат. Акыркы жылдары изилдөөчүлөр негизинен күкүрт кислотасын, азот кислотасын, фосфор кислотасын, хлор кислотасын, аралаш кислотаны жана гляциалдык уксус кислотасын колдонушат.
Электрохимиялык ыкма туруктуу токто болот, электролит, графит жана металл материалдары (дат баспас болоттон жасалган материал, платина коргошун, титан плитасы ж. Б.) Курамдык анодду, металл материалдарды электролит катод катары, жабык циклди түзөт; Же графит электролиттерде, электролиттерде бир эле убакта терс жана оң табакка салынат, эки электрод аркылуу метод, аноддук кычкылдануу аркылуу энергия алынат. Графиттин бети карбокацияга чейин кычкылданат. Ошол эле учурда, электростатикалык тартуунун жана концентрация айырмасынын диффузиясынын биргелешкен аракети астында, кислоталык иондор же башка полярдык интеркалкаланттык иондор графит катмарларынын ортосуна салынып, кеңейтилүүчү графитти түзөт.
Химиялык кычкылдануу методуна салыштырмалуу, оксидантты колдонбостон бүт процессте кеңейтилүүчү графитти даярдоо үчүн электрохимиялык ыкма, тазалоо көлөмү чоң, коррозиялык заттардын калдыктары аз, реакциядан кийин электролитти кайра иштетүүгө болот, кислотанын өлчөмү азаят, наркы үнөмдөлөт, айлана -чөйрөнүн булганышы азаят, жабдуулардын бузулушу аз болот жана кызмат мөөнөтү узартылат. Акыркы жылдары электрохимиялык ыкма акырындык менен кеңейтилүүчү графитти даярдоо үчүн артыкчылыктуу ыкма болуп калды. көптөгөн артыкчылыктары бар көптөгөн ишканалар.
Газ фазалуу диффузия ыкмасы-газ түрүндө графит менен интеркалаторго байланышып, интеркальациялоочу реакция менен кеңейүүчү графитти өндүрүү.Жалпысынан алганда, графит менен кошуу ысыкка чыдамдуу айнек реакторунун эки учуна тең жайгаштырылган жана вакуум айдалат. мөөр басылган, ошондуктан ал эки камералуу метод деп аталат. Бул метод көбүнчө өнөр жайда галоген -EG жана щелочтуу металл -EG синтездөө үчүн колдонулат.
Артыкчылыктары: реактордун структурасын жана тартибин көзөмөлдөсө болот, жана реактивдер менен продуктуларды оңой ажыратууга болот.
Кемчиликтери: реакция аппараты татаалыраак, иштөө татаалыраак, андыктан чыгаруу чектелүү жана реакция жогорку температура шартында жүргүзүлүүгө тийиш, убакыт узагыраак жана реакция шарттары өтө жогору, даярдоо чөйрөсү боштук болгула, ошондуктан өндүрүш наркы салыштырмалуу жогору, ири өндүрүш колдонмолору үчүн ылайыктуу эмес.
Аралаш суюк фаза ыкмасы - инерттүү газдын кыймылдуулугунун коргоосу астында же графит менен кеңейүүчү графитти даярдоо үчүн жылытуу реакциясы үчүн пломбоо тутумунун коргоосу астында киргизилген материалды аралаштыруу. Ал, адатта, щелочтуу металл графиттин интерламинардык бирикмелерин (ГИК) синтездөө үчүн колдонулат.
Артыкчылыктары: Реакция процесси жөнөкөй, реакциянын ылдамдыгы тез, графиттин чийки заттын жана кошулмалардын катышын өзгөртүү менен массалык өндүрүшкө ылайыктуу кеңейтилүүчү графиттин белгилүү бир структурасына жана курамына жете алат.
Кемчиликтери: Пайда болгон продукт туруксуз, ГИКтин бетине бекитилген эркин салынган зат менен күрөшүү кыйын, жана көп сандагы синтез болгондо графиттин клеткалар аралык бирикмелеринин ырааттуулугун камсыз кылуу кыйын.
Эвтектикалык компоненттер системанын эрүү чекитин төмөндөтүшү мүмкүн экендигине негизделген графитти интеркалациялоочу материал менен жылуулукка аралаштыруу (ар бир компоненттин эрүү чекитинен төмөн), бул - даярдоо методу. Графит катмарларынын арасына эки же андан көп заттарды (ээриген туз системасын түзө алгыдай) киргизүү менен үч же көп компоненттүү ГИКтер. Жалпы металл хлориддерин даярдоодо колдонулат - ГИК.
Артыкчылыктары: синтез продукциясы жакшы туруктуулукка ээ, жуууга оңой, жөнөкөй реакция аппараты, реакциянын температурасы төмөн, кыска убакыт, ири өндүрүшкө ылайыктуу.
Кемчиликтери: реакция процессинде продукциянын заказдык структурасын жана курамын көзөмөлдөө кыйын, ал эми массалык синтезде продукциянын заказдык түзүлүшүнүн жана курамынын ырааттуулугун камсыз кылуу кыйын.
Кысымдуу ыкма-бул графит матрицасын щелочтуу металл жана сейрек кездешүүчү металл порошогу менен аралаштыруу жана басымдуу шарттарда M-GICSти өндүрүү.
Кемчиликтери: металлдын буу басымы белгилүү бир чектен ашканда гана киргизүү реакциясын ишке ашырууга болот; Бирок, температура өтө эле жогору, металл жана графиттин пайда болушуна оңой эле карбиддер, терс реакция, ошондуктан реакциянын температурасы белгилүү бир диапазондо жөнгө салынышы керек. Сейрек кездешүүчү металлдардын кирүү температурасы өтө жогору, андыктан басым колдонулушу керек. Reaction temperature.This методу төмөн эрүү температурасы менен металл-GICS даярдоо үчүн ылайыктуу, бирок аппарат татаал жана иштөө талаптары катуу, ошондуктан азыр сейрек колдонулат.
Жардыруучу ыкма жалпысынан KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O пиропиролор же даярдалган аралашмалар сыяктуу графиттин жана кеңейтүү агентин колдонот, ал кызытылганда, графит бир убакта кычкылдануу жана интеркаляция реакциясы камбиий кошулмасын колдонот. "Жарылуучу" жол менен кеңейтилген, ошону менен кеңейтилген графитке ээ болот. Металл тузу экспансия агенти катары колдонулганда, продукт кеңейген графиттен гана эмес, металлдан да татаалыраак болот.
