Химиялық тотығу әдісі - кеңейтілетін графитті дайындаудың дәстүрлі әдісі. Бұл әдісте табиғи қабыршақты графит тиісті тотықтырғыш пен калькулятормен араласады, белгілі бір температурада бақыланады, үнемі араластырылады, жуылады, сүзіледі және кептіріледі. Химиялық тотығу әдісі өнеркәсіпте қарапайым жабдықтың артықшылықтарымен, ыңғайлы жұмысымен және төмен бағасымен салыстырмалы түрде жетілген әдіске айналды.
Химиялық тотығу процесінің сатылары тотығу мен интеркалацияны қамтиды. Графиттің тотығуы кеңейетін графиттің пайда болуының негізгі шарты болып табылады, себебі интеркалиальды реакцияның бірқалыпты жүруі графит қабаттары арасындағы ашылу дәрежесіне байланысты. температура өте жақсы тұрақтылыққа және қышқыл мен сілтіге төзімділікке ие, сондықтан ол қышқылмен және сілтімен әрекеттеспейді, сондықтан тотықтырғышты қосу химиялық тотығуда қажетті негізгі компонентке айналды.
Тотықтырғыштардың көптеген түрлері бар, әдетте тотықтырғыштар - қатты тотықтырғыштар (мысалы, калий перманганаты, калий дихроматы, хром триоксиді, калий хлораты және т.б.), сонымен қатар кейбір тотықтырғыш сұйық тотықтырғыштар болуы мүмкін (мысалы, сутегі асқын тотығы, азот қышқылы және т. ). Соңғы жылдары калий перманганаты кеңейтілетін графитті дайындауда қолданылатын негізгі тотықтырғыш екені анықталды.
Тотықтырғыш әсерінен графит тотығады және графит қабатындағы бейтарап желі макромолекулалары оң зарядты жазықтық макромолекулаларға айналады. Бірдей оң зарядтың итермелейтін әсерінен графит қабаттары арасындағы қашықтық ұлғаяды, бұл калькулятордың графит қабатына біркелкі енуі үшін арна мен кеңістік береді. Кеңейтілетін графитті дайындау процесінде калькуляторлық агент негізінен қышқыл болып табылады. Соңғы жылдары зерттеушілер негізінен күкірт қышқылын, азот қышқылын, фосфор қышқылын, хлор қышқылын, аралас қышқыл мен мұз сірке қышқылын қолданады.
Электрохимиялық әдіс тұрақты токта болады, оның құрамындағы су ерітіндісі электролит, графит және металл материалдар (тот баспайтын болаттан жасалған материал, платина пластинасы, қорғасын пластинасы, титан пластинасы және т. Б.) Құрама анодты құрайды. электролит катод ретінде, тұйық контурды құрайды; Немесе электролитте, электролитте ілінген графит бір мезгілде теріс және оң пластинаға қосылады, екі электрод арқылы анодты тотығу әдісі қолданылады. Графиттің беті карбокацияға дейін тотығады. Сонымен бірге, электростатикалық тартылыс пен концентрация айырмашылығының диффузиясының бірлескен әсерінен қышқыл иондары немесе басқа полярлы интеркалалантты иондар графитті қабаттардың арасына еніп, кеңейтілетін графит түзеді.
Химиялық тотығу әдісімен салыстырғанда, бүкіл процесте тотықтырғышты қолданбай кеңейтілетін графитті дайындауға арналған электрохимиялық әдіс, өңдеу мөлшері үлкен, коррозиялық заттардың қалдық мөлшері аз, реакциядан кейін электролитті қайта өңдеуге болады, Қышқыл мөлшері азаяды, шығын үнемделеді, қоршаған ортаның ластануы азаяды, жабдықтың зақымдалуы төмен болады және қызмет мерзімі ұзартылады.Соңғы жылдары электрохимиялық әдіс біртіндеп кеңейетін графитті дайындаудың таңдаулы әдісіне айналды. көптеген артықшылықтары бар көптеген кәсіпорындар.
Газфазалық диффузия әдісі-интеркалаторға газ тәрізді графитпен байланысып, калькуляцияланатын реакция арқылы кеңейтілетін графитті шығару. Жалпы алғанда, графит пен кірістіру ыстыққа төзімді шыны реактордың екі шетіне орналастырылады, ал вакуум айдалады және мөрленген, сондықтан ол екі камералы әдіс ретінде де белгілі. Бұл әдіс көбінесе өнеркәсіпте галогенді -ЭГ және сілтілік металды -ЭГ синтездеу үшін қолданылады.
Артықшылықтары: реактордың құрылымы мен тәртібін басқаруға болады, реактивтер мен өнімдерді оңай ажыратуға болады.
Кемшіліктері: реакция қондырғысы күрделірек, жұмыс қиын, сондықтан шығуы шектеулі, ал реакция жоғары температура жағдайында жүргізілуі керек, уақыт ұзарады және реакция шарттары өте жоғары, дайындау ортасы вакуум болыңыз, сондықтан өндіріс құны салыстырмалы түрде жоғары, кең көлемді өндіріс үшін жарамсыз.
Аралас сұйық фазалық әдіс - кеңейтілген графитті дайындау үшін қыздыру реакциясына инертті газдың немесе герметикалық жүйенің қозғалғыштығының қорғауымен салынған материалды графитпен тікелей араластыру. Ол әдетте сілтілік металл-графитті интерламинарлы қосылыстарды (ГИК) синтездеу үшін қолданылады.
Артықшылықтары: Реакция процесі қарапайым, реакция жылдамдығы тез, графитті шикізат пен кірістірудің арақатынасын өзгерту арқылы массалық өндіріске қолайлы кеңейтілген графиттің белгілі бір құрылымы мен құрамына жетуге болады.
Кемшіліктері: Пайда болған өнім тұрақсыз, ГИК бетіне бекітілген бос енгізілген затпен күресу қиын, ал синтездің үлкен саны кезінде графитті жасушааралық қосылыстардың консистенциясын қамтамасыз ету қиын.
Балқыту әдісі - графитті калькуляциялық материалмен араластырып, кеңейтілетін графитті дайындау үшін. Эвтектикалық компоненттер жүйенің балқу температурасын төмендете алатындығына негізделген (әр компоненттің балқу температурасынан төмен), бұл оны дайындау әдісі. Графит қабаттарының арасына екі немесе одан да көп заттарды (олар балқытылған тұз жүйесін құра алуы тиіс) енгізу арқылы үштік немесе көпкомпонентті ГИКтер. Жалпы металл хлоридтерін дайындау кезінде қолданылады - ГИК.
Артықшылықтары: синтез өнімі жақсы тұрақтылыққа ие, жууға оңай, қарапайым реакция қондырғысы, төмен реакция температурасы, қысқа уақыт, ауқымды өндіріске жарамды.
Кемшіліктері: реакция процесінде өнімнің реттік құрылымы мен құрамын бақылау қиын, ал бұқаралық синтезде өнімнің реттік құрылымы мен құрамының бірізділігін қамтамасыз ету қиын.
Қысымды әдіс-бұл графитті матрицаны сілтілі жер металы мен сирек кездесетін метал ұнтағымен араластыру және қысым жағдайында M-GICS алу реакциясы.
Кемшіліктері: Металдың бу қысымы белгілі бір шекті мәннен асқанда ғана енгізу реакциясын жүргізуге болады; Алайда, температура тым жоғары, металл мен графиттің карбидтер түзуіне оңай, теріс реакция, сондықтан реакция температурасы белгілі бір диапазонда реттелуі керек. Сирек кездесетін металдарды енгізу температурасы өте жоғары, сондықтан қысым Реакция температурасын төмендетіңіз.Бұл әдіс балқу температурасы төмен металл-ГИКС дайындауға жарайды, бірақ құрылғы күрделі және жұмыс талаптары қатал, сондықтан ол сирек қолданылады.
Жарылғыш әдіс әдетте графит пен кеңейткішті қолданады, мысалы KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O пиропиро немесе қыздырылған кезде графит бір мезгілде тотығу мен калькуляциялық реакцияға түсетін камби қосылысын қосады. «жарылғыш» әдіспен кеңейтілді, осылайша кеңейтілген графитке ие болды. Кеңейткіш ретінде металл тұзы қолданылған кезде, өнім кеңейтілген графитті ғана емес, сонымен қатар металды да күрделі етеді.
