Работен напредък

Разширяем процес на производство на графит

Химично окисляване

Методът на химическо окисляване е традиционен метод за получаване на разширяем графит. При този метод естественият люспест графит се смесва с подходящ окислител и интеркалиращ агент, контролира се при определена температура, непрекъснато се разбърква и се измива, филтрира и изсушава, за да се получи разширяем графит. Методът на химическо окисление се е превърнал в сравнително зрял метод в промишлеността с предимствата на простото оборудване, удобната работа и ниската цена.

Процесите на химическо окисляване включват окисляване и интеркалация. Окисляването на графита е основното условие за образуването на разширяем графит, защото дали реакцията на интеркалация може да протече гладко, зависи от степента на отваряне между графитните слоеве. И естественият графит в стаята температурата има отлична стабилност и киселинно -алкална устойчивост, така че не реагира с киселина и алкали, поради което добавянето на окислител се превърна в необходим ключов компонент при химическото окисляване.

Има много видове окислители, обикновено използваните окислители са твърди окислители (като калиев перманганат, калиев дихромат, хромов триоксид, калиев хлорат и др.), Могат да бъдат и някои окисляващи течни окислители (като водороден пероксид, азотна киселина и др.). ). През последните години е установено, че калиев перманганат е основният окислител, използван при приготвянето на разширяем графит.

Под действието на окислител графитът се окислява и макромолекулите на неутралната мрежа в графитния слой стават плоски макромолекули с положителен заряд. Поради отблъскващия ефект на същия положителен заряд, разстоянието между графитните слоеве се увеличава, което осигурява канал и пространство за интеркалатора да влезе гладко в графитния слой. В процеса на получаване на разширяем графит, интеркалиращият агент е предимно киселина. През последните години изследователите използват главно сярна киселина, азотна киселина, фосфорна киселина, перхлорна киселина, смесена киселина и ледена оцетна киселина.

Chemical-oxidation

Електрохимичен метод

Електрохимичният метод е с постоянен ток, като водният разтвор на вложката, тъй като електролитът, графитните и металните материали (материал от неръждаема стомана, платинена плоча, оловна плоча, титанова плоча и др.) Представляват композитен анод, метални материали, поставени в електролит като катод, образуващ затворен контур; Или графитът, суспендиран в електролита, в електролита едновременно вмъкнат в отрицателната и положителната плоча, чрез двата електрода се захранват по метод, анодно окисление. Повърхността на графита се окислява до карбокатион. В същото време, под комбинираното действие на електростатично привличане и дифузия на концентрационната разлика, киселинните йони или други полярни интеркалантни йони се вграждат между графитните слоеве, за да образуват разширяем графит.
В сравнение с метода на химическо окисляване, електрохимичния метод за получаване на разширяем графит в целия процес без използването на окислител, количеството на обработката е голямо, остатъчното количество корозивни вещества е малко, електролитът може да се рециклира след реакцията, количеството киселина се намалява, разходите се спестяват, замърсяването на околната среда се намалява, повредите на оборудването са ниски и се удължава експлоатационният живот. През последните години електрохимичният метод постепенно се превръща в предпочитан метод за приготвяне на разширяем графит чрез много предприятия с много предимства.

Метод на дифузия на газова фаза (метод с две отделения)

Методът на дифузия в газова фаза е да се получи разширяем графит чрез контакт на интеркалатора с графит в газообразна форма и интеркалираща реакция. Като цяло графитът и вложката се поставят в двата края на термоустойчивия стъклен реактор и вакуумът се изпомпва и запечатан, така че е известен също като двукамерен метод. Този метод често се използва за синтезиране на халогенид -EG и алкални метали -EG в промишлеността.
Предимства: структурата и редът на реактора могат да бъдат контролирани, а реагентите и продуктите могат лесно да бъдат разделени.
Недостатъци: реакционното устройство е по -сложно, операцията е по -трудна, така че изходът е ограничен и реакцията трябва да се проведе при условия на висока температура, времето е по -дълго и условията на реакцията са много високи, средата за приготвяне трябва да бъде вакуум, така че производствените разходи са относително високи, не са подходящи за широкомащабни производствени приложения.

Метод на смесена течна фаза

Методът със смесена течна фаза е директно смесване на вмъкнатия материал с графит, под защитата на подвижността на инертен газ или уплътнителна система за нагряване за получаване на разширяем графит. Обикновено се използва за синтез на алкалнометални графитни интерламинарни съединения (GICs).
Предимства: Процесът на реакция е прост, скоростта на реакцията е бърза, чрез промяна на съотношението на графитни суровини и вложки може да се достигне определена структура и състав на разширяем графит, по -подходящ за масово производство.
Недостатъци: Образуваният продукт е нестабилен, трудно е да се справим със свободното вмъкнато вещество, прикрепено към повърхността на GICs, и е трудно да се осигури консистенцията на графитните междупластови съединения при голям брой синтез.

Mixed-liquid-phase-method

Метод на топене

Методът на топене е да се смесва графит с интеркалиращ материал и топлина за получаване на разширяем графит. Въз основа на факта, че евтектичните компоненти могат да понижат точката на топене на системата (под точката на топене на всеки компонент), това е метод за приготвяне на трикомпонентни или многокомпонентни GIC чрез вмъкване на две или повече вещества (които трябва да могат да образуват система от разтопена сол) между слоевете от графит едновременно. Обикновено се използва за получаване на метални хлориди - GIC.
Предимства: Продуктът за синтез има добра стабилност, лесен за измиване, просто реагиращо устройство, ниска реакционна температура, кратко време, подходящ за мащабно производство.
Недостатъци: трудно е да се контролира структурата на поръчката и съставът на продукта в реакционния процес и е трудно да се осигури последователността на структурата на поръчката и състава на продукта при масовия синтез.

Метод на компресия

Методът под налягане е да се смеси графитната матрица с алкалоземен метал и прах от редкоземни метали и да реагира, за да се получи M-GICS при условия под налягане.
Недостатъци: Само когато налягането на парите на метала надвишава определен праг, може да се проведе реакция на вмъкване; Температурата обаче е твърде висока, лесно е да предизвика метали и графит да образуват карбиди, отрицателна реакция, така че реакционната температура трябва да се регулира в определен диапазон. Температурата на вмъкване на редкоземни метали е много висока, така че трябва да се приложи налягане Намалете реакционната температура. Този метод е подходящ за приготвяне на метални GICS с ниска точка на топене, но устройството е сложно и изискванията за работа са строги, така че сега се използва рядко.

Метод на експлозия

Експлозивният метод обикновено използва графит и експандиращ агент като KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O пиропирос или смеси, приготвени, когато се нагрява, графитът едновременно окислява и интеркалира реакционното камбиево съединение, което след това експандиран по "експлозивен" начин, като по този начин се получава експандиран графит. Когато металната сол се използва като експандиращ агент, продуктът е по -сложен, който има не само експандиран графит, но и метал.

The-explosion-method