İş ilerleyişi

Genişletilebilir Grafit Üretim Süreci

Kimyasal Oksidasyon

Kimyasal oksidasyon yöntemi, genleşebilir grafit hazırlamak için geleneksel bir yöntemdir. Bu yöntemde, doğal pul grafit, uygun oksitleyici ve ara katkı maddesi ile karıştırılır, belirli bir sıcaklıkta kontrol edilir, sürekli karıştırılır ve genleşebilir grafit elde etmek için yıkanır, süzülür ve kurutulur. Kimyasal oksidasyon yöntemi, basit ekipman, rahat çalışma ve düşük maliyet avantajları ile endüstride nispeten olgun bir yöntem haline gelmiştir.

Kimyasal oksidasyonun işlem basamakları oksidasyon ve interkalasyonu içerir. Grafitin oksidasyonu, genleşebilir grafit oluşumu için temel koşuldur, çünkü interkalasyon reaksiyonunun düzgün ilerleyip ilerlememesi grafit katmanları arasındaki açılma derecesine bağlıdır. Ve odadaki doğal grafit sıcaklık mükemmel stabiliteye ve asit ve alkali direncine sahiptir, bu nedenle asit ve alkali ile reaksiyona girmez, bu nedenle oksidan ilavesi kimyasal oksidasyonda gerekli bir anahtar bileşen haline gelmiştir.

Oksidanların birçok çeşidi vardır, genellikle kullanılan oksitleyiciler katı oksitleyicilerdir (potasyum permanganat, potasyum dikromat, krom trioksit, potasyum klorat, vb.), ayrıca bazı oksitleyici sıvı oksitleyiciler (hidrojen peroksit, nitrik asit vb.) olabilir. ). Son yıllarda genleşebilir grafit hazırlamada kullanılan ana oksitleyicinin potasyum permanganat olduğu bulunmuştur.

Oksitleyici etkisi altında, grafit oksitlenir ve grafit tabakasındaki nötr ağ makromolekülleri, pozitif yüklü düzlemsel makromoleküller haline gelir. Aynı pozitif yükün itici etkisi nedeniyle, grafit katmanları arasındaki mesafe artar, bu da interkalatörün grafit katmanına düzgün bir şekilde girmesi için bir kanal ve boşluk sağlar. Genişletilebilir grafit hazırlama sürecinde, ara katkı maddesi esas olarak asittir. Son yıllarda araştırmacılar ağırlıklı olarak sülfürik asit, nitrik asit, fosforik asit, perklorik asit, karışık asit ve glasiyal asetik asit kullanmaktadır.

Chemical-oxidation

Elektrokimyasal Yöntem

Elektrokimyasal yöntem, elektrolit, grafit ve metal malzemeler (paslanmaz çelik malzeme, platin levha, kurşun levha, titanyum levha, vb.) olarak ekin sulu çözeltisi ile sabit bir akımda, kompozit bir anot oluşturur, metal malzemeler içine sokulur. kapalı bir döngü oluşturan katot olarak elektrolit; Veya elektrolitte asılı duran grafit, elektrolitte aynı anda negatif ve pozitif plakaya yerleştirilmiş, iki elektrot aracılığıyla enerjili yöntem, anodik oksidasyon. Grafitin yüzeyi karbokasyona oksitlenir. Aynı zamanda, elektrostatik çekim ve konsantrasyon farkı difüzyonunun birleşik etkisi altında, asit iyonları veya diğer polar interkalant iyonlar, genişletilebilir grafit oluşturmak için grafit katmanları arasına gömülür.
Kimyasal oksidasyon yöntemi ile karşılaştırıldığında, tüm süreçte oksidan kullanılmadan genişletilebilir grafit hazırlanması için elektrokimyasal yöntem, işlem miktarı büyüktür, artık aşındırıcı madde miktarı azdır, elektrolit reaksiyondan sonra geri dönüştürülebilir, asit miktarı azaltılır, maliyet tasarrufu sağlanır, çevre kirliliği azalır, ekipmana verilen zarar azalır ve hizmet ömrü uzar. birçok avantajı olan birçok işletme.

Gaz Fazı Difüzyon Yöntemi (İki Bölmeli Yöntem)

Gaz fazı difüzyon yöntemi, interkalatör ile gaz halindeki grafit ve interkalasyon reaksiyonu ile temas ettirilerek genleşebilir grafit üretmektir. Genellikle, grafit ve insert, ısıya dayanıklı cam reaktörün her iki ucuna yerleştirilir ve vakum pompalanır ve mühürlüdür, bu nedenle iki odalı yöntem olarak da bilinir. Bu yöntem genellikle endüstride halojenür -EG ve alkali metal -EG sentezlemek için kullanılır.
Avantajları: Reaktörün yapısı ve düzeni kontrol edilebilir ve reaktanlar ve ürünler kolayca ayrılabilir.
Dezavantajları: Reaksiyon cihazı daha karmaşıktır, işlem daha zordur, bu nedenle çıktı sınırlıdır ve yüksek sıcaklık koşullarında gerçekleştirilecek reaksiyon, süre daha uzundur ve reaksiyon koşulları çok yüksektir, hazırlama ortamı gerekir vakum olabilir, bu nedenle üretim maliyeti nispeten yüksektir, büyük ölçekli üretim uygulamaları için uygun değildir.

Karışık Sıvı Faz Yöntemi

Karışık sıvı faz yöntemi, genleşebilir grafit hazırlamak için inert gazın hareketliliğinin veya ısıtma reaksiyonu için sızdırmazlık sisteminin korunması altında eklenen malzemeyi grafit ile doğrudan karıştırmaktır. Alkali metal-grafit katmanlar arası bileşiklerin (GIC'ler) sentezi için yaygın olarak kullanılır.
Avantajları: Reaksiyon süreci basittir, reaksiyon hızı hızlıdır, grafit hammaddelerinin ve eklerin oranını değiştirerek, seri üretim için daha uygun olan genleştirilebilir grafitin belirli bir yapısına ve bileşimine ulaşabilir.
Dezavantajları: Oluşan ürün kararsızdır, GIC'lerin yüzeyine bağlı serbest eklenen madde ile başa çıkmak zordur ve çok sayıda sentez yapıldığında grafit lamellar arası bileşiklerin tutarlılığını sağlamak zordur.

Mixed-liquid-phase-method

Eritme Yöntemi

Eritme yöntemi, grafiti araya giren malzeme ve ısı ile karıştırarak genleşebilir grafit hazırlamaktır. Ötektik bileşenlerin sistemin erime noktasını (her bileşenin erime noktasının altında) düşürebileceği gerçeğine dayanarak, grafit katmanları arasına aynı anda iki veya daha fazla madde (erimiş tuz sistemi oluşturabilmelidir) sokarak üçlü veya çok bileşenli GIC'ler. Genellikle metal klorürlerin hazırlanmasında kullanılır - GIC'ler.
Avantajları: Sentez ürünü iyi bir stabiliteye sahiptir, yıkanması kolaydır, basit reaksiyon cihazı, düşük reaksiyon sıcaklığı, kısa süre, büyük ölçekli üretim için uygundur.
Dezavantajları: Reaksiyon sürecinde ürünün sipariş yapısını ve bileşimini kontrol etmek zordur ve kütle sentezinde ürünün sipariş yapısı ve bileşiminin tutarlılığını sağlamak zordur.

Sıkıştırma yöntemi

Basınçlı yöntem, grafit matrisi alkalin toprak metali ve nadir toprak metal tozu ile karıştırmak ve basınçlı koşullar altında M-GICS üretmek için reaksiyona girmektir.
Dezavantajları: Yalnızca metalin buhar basıncı belirli bir eşiği aştığında, ekleme reaksiyonu gerçekleştirilebilir; Bununla birlikte, sıcaklık çok yüksektir, metal ve grafitin karbür oluşturması, negatif reaksiyona neden olması kolaydır, bu nedenle reaksiyon sıcaklığı belirli bir aralıkta ayarlanmalıdır. Nadir toprak metallerinin ekleme sıcaklığı çok yüksektir, bu nedenle basınç uygulanmalıdır. reaksiyon sıcaklığını düşürün. Bu yöntem, düşük erime noktasına sahip metal-GICS'lerin hazırlanması için uygundur, ancak cihaz karmaşıktır ve çalışma gereksinimleri katıdır, bu nedenle şimdi nadiren kullanılmaktadır.

Patlama Yöntemi

Patlayıcı yöntem genellikle KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros veya hazırlanan karışımlar gibi grafit ve genleşme maddesini kullanır, ısıtıldığında grafit aynı anda oksidasyon ve interkalasyon reaksiyonu kambiyum bileşiği, daha sonra "patlayıcı" bir şekilde genleşir, böylece genleşmiş grafit elde edilir. Genleşme maddesi olarak metal tuzu kullanıldığında, ürün sadece genleşmiş grafite değil aynı zamanda metale de sahip olan daha karmaşıktır.

The-explosion-method