Πρόοδο των εργασιών

Επεκτάσιμη διαδικασία παραγωγής γραφίτη

Χημική οξείδωση

Η μέθοδος χημικής οξείδωσης είναι μια παραδοσιακή μέθοδος για την παρασκευή διογκώσιμου γραφίτη. Σε αυτή τη μέθοδο, ο φυσικός γραφίτης νιφάδων αναμιγνύεται με κατάλληλο οξειδωτικό και παράγοντα παρεμβολής, ελέγχεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία, αναδεύεται συνεχώς και πλένεται, διηθείται και ξηραίνεται για να ληφθεί διογκώσιμος γραφίτης. Η μέθοδος χημικής οξείδωσης έχει γίνει μια σχετικά ώριμη μέθοδος στη βιομηχανία με τα πλεονεκτήματα του απλού εξοπλισμού, της βολικής λειτουργίας και του χαμηλού κόστους.

Τα βήματα της διαδικασίας χημικής οξείδωσης περιλαμβάνουν οξείδωση και παρεμβολή. Η οξείδωση του γραφίτη είναι η βασική προϋπόθεση για το σχηματισμό διογκώσιμου γραφίτη, επειδή το αν η αντίδραση παρεμβολής μπορεί να προχωρήσει ομαλά εξαρτάται από το βαθμό ανοίγματος μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη. Και φυσικός γραφίτης στο δωμάτιο η θερμοκρασία έχει εξαιρετική σταθερότητα και αντοχή σε οξέα και αλκάλια, επομένως δεν αντιδρά με οξύ και αλκάλια, επομένως, η προσθήκη οξειδωτικού έχει γίνει απαραίτητο βασικό συστατικό στη χημική οξείδωση.

Υπάρχουν πολλά είδη οξειδωτικών, τα γενικά χρησιμοποιούμενα οξειδωτικά είναι στερεά οξειδωτικά (όπως υπερμαγγανικό κάλιο, διχρωμικό κάλιο, τριοξείδιο του χρωμίου, χλωρικό κάλιο, κ.λπ.), μπορεί επίσης να είναι κάποια οξειδωτικά υγρά οξειδωτικά (όπως υπεροξείδιο του υδρογόνου, νιτρικό οξύ κ.λπ.). ). Διαπιστώθηκε τα τελευταία χρόνια ότι το υπερμαγγανικό κάλιο είναι το κύριο οξειδωτικό που χρησιμοποιείται στην παρασκευή διογκώσιμου γραφίτη.

Κάτω από τη δράση του οξειδωτή, ο γραφίτης οξειδώνεται και τα ουδέτερα μακρομόρια του δικτύου στο στρώμα του γραφίτη γίνονται επίπεδα μακρομόρια με θετικό φορτίο. Λόγω της απωθητικής επίδρασης του ίδιου θετικού φορτίου, η απόσταση μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη αυξάνεται, γεγονός που παρέχει ένα κανάλι και χώρο για τον διαμεσολαβητή να εισέλθει ομαλά στο στρώμα γραφίτη. Στη διαδικασία παρασκευής διογκώσιμου γραφίτη, ο παράγοντας παρεμβολής είναι κυρίως οξύ. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές χρησιμοποιούν κυρίως θειικό οξύ, νιτρικό οξύ, φωσφορικό οξύ, υπερχλωρικό οξύ, μικτό οξύ και παγόμορφο οξικό οξύ.

Chemical-oxidation

Ηλεκτροχημική μέθοδος

Η ηλεκτροχημική μέθοδος βρίσκεται σε σταθερό ρεύμα, με το υδατικό διάλυμα του ενθέματος καθώς ο ηλεκτρολύτης, τα γραφίτη και τα μεταλλικά υλικά (υλικό από ανοξείδωτο ατσάλι, πλάκα πλατίνας, πλάκα μολύβδου, πλάκα τιτανίου κ.λπ.) αποτελούν σύνθετη άνοδο, μεταλλικά υλικά που εισάγονται στο ηλεκτρολύτης ως κάθοδος, σχηματίζοντας έναν κλειστό βρόχο. Or ο γραφίτης που αιωρείται στον ηλεκτρολύτη, στον ηλεκτρολύτη εισάγεται ταυτόχρονα στην αρνητική και θετική πλάκα, μέσω των δύο ηλεκτροδίων ενεργοποιείται η μέθοδος, η ανοδική οξείδωση. Η επιφάνεια του γραφίτη οξειδώνεται σε καρβοκανανθράκωση. Ταυτόχρονα, κάτω από τη συνδυασμένη δράση ηλεκτροστατικής έλξης και διάχυσης διαφοράς συγκέντρωσης, τα όξινα ιόντα ή άλλα πολικά ιόντα ενδιάμεσων υλικών ενσωματώνονται μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη για να σχηματίσουν διογκώσιμο γραφίτη.
Σε σύγκριση με τη μέθοδο χημικής οξείδωσης, την ηλεκτροχημική μέθοδο για την παρασκευή επεκτάσιμου γραφίτη σε όλη τη διαδικασία χωρίς τη χρήση οξειδωτικού, η ποσότητα επεξεργασίας είναι μεγάλη, η υπολειπόμενη ποσότητα διαβρωτικών ουσιών είναι μικρή, ο ηλεκτρολύτης μπορεί να ανακυκλωθεί μετά την αντίδραση, η ποσότητα οξέος μειώνεται, το κόστος εξοικονομείται, η περιβαλλοντική ρύπανση μειώνεται, η ζημιά στον εξοπλισμό είναι χαμηλή και η διάρκεια ζωής παρατείνεται. Τα τελευταία χρόνια, η ηλεκτροχημική μέθοδος έχει γίνει σταδιακά η προτιμώμενη μέθοδος για την παρασκευή διογκώσιμου γραφίτη πολλές επιχειρήσεις με πολλά πλεονεκτήματα.

Μέθοδος διάχυσης φάσης αερίου (μέθοδος δύο διαμερισμάτων)

Η μέθοδος διάχυσης της αέριας φάσης είναι η παραγωγή διογκώσιμου γραφίτη με την επαφή του ενδιάμεσου κλιμακωτού με γραφίτη σε αέρια μορφή και αντίδραση παρεμβολής. Γενικά, ο γραφίτης και το ένθετο τοποθετούνται και στα δύο άκρα του θερμοανθεκτικού γυάλινου αντιδραστήρα και το κενό αντλείται και σφραγισμένο, έτσι είναι επίσης γνωστή ως μέθοδος δύο θαλάμων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά για τη σύνθεση αλογονιδίου -EG και αλκαλιμετάλλου -EG στη βιομηχανία.
Πλεονεκτήματα: η δομή και η σειρά του αντιδραστήρα μπορούν να ελεγχθούν και τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα μπορούν να διαχωριστούν εύκολα.
Μειονεκτήματα: η συσκευή αντίδρασης είναι πιο πολύπλοκη, η λειτουργία είναι πιο δύσκολη, επομένως η έξοδος είναι περιορισμένη και η αντίδραση που πραγματοποιείται υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, ο χρόνος είναι μεγαλύτερος και οι συνθήκες αντίδρασης είναι πολύ υψηλές, το περιβάλλον προετοιμασίας πρέπει να είναι κενό, οπότε το κόστος παραγωγής είναι σχετικά υψηλό, δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογές παραγωγής μεγάλης κλίμακας.

Μικτή μέθοδος υγρής φάσης

Η μέθοδος της μικτής υγρής φάσης είναι η άμεση ανάμιξη του εισαγόμενου υλικού με γραφίτη, υπό την προστασία της κινητικότητας αδρανούς αερίου ή συστήματος στεγανοποίησης για αντίδραση θέρμανσης για την παρασκευή διογκώσιμου γραφίτη. Χρησιμοποιείται συνήθως για τη σύνθεση ενδιάμεσων ενώσεων αλκαλιμετάλλου-γραφίτη (GIC).
Πλεονεκτήματα: Η διαδικασία της αντίδρασης είναι απλή, η ταχύτητα αντίδρασης είναι γρήγορη, αλλάζοντας την αναλογία των πρώτων υλών γραφίτη και τα ένθετα μπορούν να φθάσουν σε μια συγκεκριμένη δομή και σύνθεση διογκώσιμου γραφίτη, πιο κατάλληλη για μαζική παραγωγή.
Μειονεκτήματα: Το σχηματιζόμενο προϊόν είναι ασταθές, είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί η ελεύθερη εισαγόμενη ουσία που είναι προσαρτημένη στην επιφάνεια των GIC και είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η συνοχή των ενδιάμεσων ενώσεων γραφίτη όταν υπάρχει μεγάλος αριθμός σύνθεσης.

Mixed-liquid-phase-method

Μέθοδος τήξης

Η μέθοδος τήξης είναι η ανάμειξη γραφίτη με υλικό παρεμβολής και θερμότητα για την παρασκευή διογκώσιμου γραφίτη. Με βάση το γεγονός ότι τα ευτηκτικά συστατικά μπορούν να μειώσουν το σημείο τήξης του συστήματος (κάτω από το σημείο τήξης κάθε συστατικού), είναι μια μέθοδος για την παρασκευή τριμερή ή πολυ -συστατικά GIC με εισαγωγή δύο ή περισσοτέρων ουσιών (οι οποίες πρέπει να είναι σε θέση να σχηματίσουν ένα σύστημα λιωμένου αλατιού) μεταξύ στρωμάτων γραφίτη ταυτόχρονα. Γενικά χρησιμοποιείται στην παρασκευή χλωριούχων μετάλλων - GIC.
Πλεονεκτήματα: Το προϊόν σύνθεσης έχει καλή σταθερότητα, εύκολο πλύσιμο, απλή συσκευή αντίδρασης, χαμηλή θερμοκρασία αντίδρασης, μικρό χρονικό διάστημα, κατάλληλο για παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
Μειονεκτήματα: είναι δύσκολο να ελεγχθεί η δομή και η σύνθεση του προϊόντος κατά τη διαδικασία της αντίδρασης και είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η συνέπεια της δομής και της σύνθεσης του προϊόντος σε μαζική σύνθεση.

Μέθοδος συμπίεσης

Η μέθοδος υπό πίεση είναι η ανάμιξη μήτρας γραφίτη με μέταλλο αλκαλικής γης και σκόνη μετάλλου σπάνιας γης και η αντίδραση για την παραγωγή M-GICS υπό συνθήκες πίεσης.
Μειονεκτήματα: Μόνο όταν η πίεση ατμών του μετάλλου υπερβεί ένα ορισμένο όριο, η αντίδραση εισαγωγής μπορεί να πραγματοποιηθεί. Ωστόσο, η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, είναι εύκολο να προκαλέσει το μέταλλο και τον γραφίτη να σχηματίσουν καρβίδια, αρνητική αντίδραση, οπότε η θερμοκρασία της αντίδρασης πρέπει να ρυθμιστεί σε ένα ορισμένο εύρος. Η θερμοκρασία εισαγωγής των σπάνιων γαιών μετάλλων είναι πολύ υψηλή, οπότε πρέπει να ασκηθεί πίεση μειώστε τη θερμοκρασία αντίδρασης. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την παρασκευή μετάλλων-GICS με χαμηλό σημείο τήξης, αλλά η συσκευή είναι περίπλοκη και οι απαιτήσεις λειτουργίας είναι αυστηρές, επομένως σπάνια χρησιμοποιείται τώρα.

Η μέθοδος έκρηξης

Η εκρηκτική μέθοδος χρησιμοποιεί γενικά γραφίτη και παράγοντα διαστολής όπως KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O πυρόπυρο ή μείγματα που παρασκευάζονται, όταν θερμαίνεται, ο γραφίτης ταυτόχρονα θα οξειδώσει και θα αντιδράσει με ενδιάμεση ένωση κάμπιο, η οποία στη συνέχεια επεκτείνεται με "εκρηκτικό" τρόπο, παίρνοντας έτσι διογκωμένο γραφίτη. Όταν το μεταλλικό άλας χρησιμοποιείται ως παράγοντας διαστολής, το προϊόν είναι πιο περίπλοκο, το οποίο όχι μόνο έχει διογκωμένο γραφίτη, αλλά και μέταλλο.

The-explosion-method