Keemiline oksüdatsioonimeetod on traditsiooniline meetod laiendatava grafiidi valmistamiseks. Selle meetodi puhul segatakse looduslik helvesgrafiit sobiva oksüdeerija ja interkaleeriva ainega, kontrollitakse teatud temperatuuril, segatakse pidevalt ning pestakse, filtreeritakse ja kuivatatakse, et saada paisuv grafiit. Keemilisest oksüdeerimismeetodist on saanud tööstuses suhteliselt küps meetod lihtsate seadmete, mugava kasutamise ja madalate kuludega.
Keemilise oksüdeerimise protsessi etapid hõlmavad oksüdeerumist ja interkalatsiooni. Grafiidi oksüdeerimine on paisuva grafiidi moodustumise põhitingimus, sest see, kas interkaleerimisreaktsioon võib sujuvalt toimuda, sõltub grafiidikihtide vahelise avanemise astmest. Ja looduslik grafiit toas temperatuuril on suurepärane stabiilsus ning happe- ja leeliskindlus, seega ei reageeri see happe ja leelisega, seetõttu on oksüdeerija lisamine muutunud keemilise oksüdeerimise vajalikuks komponendiks.
Oksüdeerijaid on palju erinevaid, tavaliselt kasutatavad oksüdeerijad on tahked oksüdeerijad (näiteks kaaliumpermanganaat, kaaliumdikromaat, kroomtrioksiid, kaaliumkloraat jne), võivad olla ka mõned oksüdeerivad vedelad oksüdeerijad (näiteks vesinikperoksiid, lämmastikhape jne). ). Viimastel aastatel on leitud, et kaaliumpermanganaat on peamine paisutatava grafiidi valmistamisel kasutatav oksüdeerija.
Oksüdeerija toimel oksüdeeritakse grafiit ja grafiidikihi neutraalsed võrgustiku makromolekulid muutuvad tasapinnalisteks positiivse laenguga makromolekulideks. Sama positiivse laengu eemaletõukava mõju tõttu suureneb grafiidikihtide vaheline kaugus, mis annab kanalile ja ruumi interkalaatorile sujuvaks grafiidikihiks sisenemiseks. Paisuva grafiidi valmistamise protsessis on interkaleeriv aine peamiselt hape. Viimastel aastatel kasutavad teadlased peamiselt väävelhapet, lämmastikhapet, fosforhapet, perkloorhapet, segatud hapet ja jäääädikhapet.
Elektrokeemiline meetod on konstantses voolus, sisetüve vesilahus on elektrolüüt, grafiit ja metallmaterjalid (roostevabast terasest materjal, plaatinaplaat, pliiplaat, titaanplaat jne) moodustavad komposiitanoodi ja metallist materjalid sisestatakse elektrolüüt katoodina, moodustades suletud ahela; Või grafiit, mis on suspendeeritud elektrolüüdis, elektrolüüdis, mis on samal ajal sisestatud negatiivsesse ja positiivsesse plaati, on läbi kahe elektroodi pingestatud meetod, anoodne oksüdatsioon. Grafiidi pind oksüdeeritakse karbokatsiooniks. Samal ajal on elektrostaatilise tõmbe ja kontsentratsioonide erinevuse difusiooni koosmõjul happeioonid või muud polaarsed interkalantioonid manustatud grafiidikihtide vahele, et moodustada paisuv grafiit.
Võrreldes keemilise oksüdeerimismeetodiga on elektrokeemiline meetod laiendatava grafiidi valmistamiseks kogu protsessis ilma oksüdeerijat kasutamata, töötlemiskogus on suur, söövitavate ainete jääk on väike, elektrolüüdi saab pärast reaktsiooni ringlusse võtta, happe kogust vähendatakse, kulusid hoitakse kokku, keskkonnareostust vähendatakse, seadmete kahjustused on madalad ja kasutusiga pikeneb. Viimastel aastatel on elektrokeemiline meetod järk -järgult muutunud eelistatavaks paisutatava grafiidi valmistamise meetodiks. palju ettevõtteid, millel on palju eeliseid.
Gaasifaasi difusioonimeetod on paisuva grafiidi tootmine, viies interkalaatori gaasilises grafiidis kokku ja reageerides omavahel. Üldiselt asetatakse grafiit ja sisetükk kuumuskindla klaasreaktori mõlemasse otsa ning vaakum pumbatakse ja suletud, nii et seda tuntakse ka kahekambrilise meetodina. Seda meetodit kasutatakse tööstuses sageli halogeniidi -EG ja leelismetalli -EG sünteesimiseks.
Eelised: reaktori struktuuri ja järjekorda saab kontrollida ning reaktiivid ja tooted on kergesti eraldatavad.
Puudused: reaktsiooniseade on keerulisem, toiming on keerulisem, seega on väljund piiratud ja reaktsioon, mis tuleb läbi viia kõrgel temperatuuril, aeg on pikem ja reaktsioonitingimused on väga kõrged, peab valmistamiskeskkond olema olema vaakum, nii et tootmiskulud on suhteliselt kõrged, ei sobi suuremahulisteks tootmistöödeks.
Segatud vedela faasi meetodiks on sisestatud materjali segamine otse grafiidiga, inertgaasi liikuvuse kaitse all või kuumutamisreaktsiooni jaoks mõeldud tihendussüsteemi abil, et valmistada paisuv grafiit. Seda kasutatakse tavaliselt leelismetallide ja grafiitide vaheliste ühendite (GIC) sünteesiks.
Eelised: reaktsiooniprotsess on lihtne, reaktsioonikiirus on kiire, muutes grafiidi toorainete ja sisestuste suhet, võib jõuda paisutatava grafiidi teatud struktuuri ja koostiseni, mis sobib paremini masstootmiseks.
Puudused: Moodustunud toode on ebastabiilne, GIC -de pinnale kinnitatud vabalt sisestatud ainega on raske toime tulla ning grafiidi lamellidevaheliste ühendite konsistentsi on raske tagada suure hulga sünteesi korral.
Sulamismeetod on paisutatava grafiidi valmistamiseks grafiidi segamine interkaliseeruva materjali ja kuumusega. Põhjusel, et eutektilised komponendid võivad alandada süsteemi sulamistemperatuuri (alla iga komponendi sulamistemperatuuri), on see meetod kolmekomponentsed või mitmekomponentsed GIC -d, sisestades grafiidikihtide vahele korraga kaks või enam ainet (mis peavad suutma moodustada sula soola süsteemi). Üldiselt kasutatakse metallkloriidide - GIC -de valmistamisel.
Eelised: sünteesitoode on hea stabiilsusega, kergesti pestav, lihtne reaktsiooniseade, madal reaktsioonitemperatuur, lühike aeg, sobib suuremahuliseks tootmiseks.
Puudused: reaktsiooniprotsessis on raske kontrollida tellimuse struktuuri ja toote koostist ning massisünteesis on raske tagada toote tellimuse struktuuri ja koostise järjepidevust.
Survestatud meetod on grafiitmaatriksi segamine leelismuldmetalli ja haruldaste muldmetallide pulbriga ning reageerimine M-GICS-i saamiseks survestatud tingimustes.
Puudused: sisestamisreaktsiooni saab läbi viia ainult siis, kui metalli aururõhk ületab teatud läve; Kuid temperatuur on liiga kõrge, metalli ja grafiiti on lihtne karbiidide tekitada, negatiivne reaktsioon, seega tuleb reaktsioonitemperatuuri reguleerida teatud vahemikus. Haruldaste muldmetallide sisestamistemperatuur on väga kõrge, seega tuleb survet avaldada vähendage reaktsioonitemperatuuri. See meetod sobib madala sulamistemperatuuriga metall-GICS-i valmistamiseks, kuid seade on keeruline ja töönõuded on ranged, nii et seda kasutatakse praegu harva.
Plahvatusmeetodis kasutatakse tavaliselt grafiiti ja paisutusainet nagu KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O püropürosid või segusid, mis kuumutamisel valmistatakse samaaegselt oksüdeerumise ja interkaleerimisreaktsiooni kambiumühendiga, mis seejärel laiendatud "plahvatusohtlikul" viisil, saades seega paisutatud grafiidi.Kui paisutusainena kasutatakse metallisoola, on toode keerulisem, millel pole mitte ainult paisutatud grafiiti, vaid ka metalli.
