Pag-unlad sa trabaho

Napapalawak na Proseso ng Produksyon ng Graphite

Chemical Oxidation

Ang pamamaraan ng oxidation ng kemikal ay isang tradisyonal na pamamaraan para sa paghahanda ng napapalawak na grapayt. Sa pamamaraang ito, ang natural flake graphite ay halo-halong may naaangkop na oxidant at intercalating agent, kinokontrol sa isang tiyak na temperatura, patuloy na hinalo, at hinugasan, sinala at pinatuyo upang makakuha ng napapalawak na grapayt. Ang pamamaraan ng oxidation ng kemikal ay naging isang medyo may sapat na pamamaraan sa industriya na may mga pakinabang ng simpleng kagamitan, maginhawang operasyon at mababang gastos.

Ang mga hakbang sa proseso ng oxidation ng kemikal ay kasama ang oksihenasyon at intercalation. Ang oksihenasyon ng grapayt ay ang pangunahing kondisyon para sa pagbuo ng napapalawak na grapayt, dahil kung ang reaksyon ng intercalation ay maaaring magpatuloy na maayos depende sa antas ng pagbubukas sa pagitan ng mga layer ng grapayt. At natural na grapayt sa silid Ang temperatura ay may mahusay na katatagan at paglaban ng acid at alkali, kaya't hindi ito tumutugon sa acid at alkali, samakatuwid, ang pagdaragdag ng oxidant ay naging isang kinakailangang pangunahing sangkap sa oxidation ng kemikal.

Mayroong maraming mga uri ng mga oxidant, karaniwang ginagamit na mga oxidant ay solidong mga oxidant (tulad ng potassium permanganate, potassium dichromate, chromium trioxide, potassium chlorate, atbp.), Ay maaari ding ilang mga oxidizing liquid oxidants (tulad ng hydrogen peroxide, nitric acid, atbp. ). Natagpuan sa mga nagdaang taon na ang potassium permanganate ay ang pangunahing oxidant na ginamit sa paghahanda ng napapalawak na grapayt.

Sa ilalim ng pagkilos ng oxidizer, ang graphite ay oxidized at ang walang kinikilingan na network macromolecules sa layer ng grapayt ay naging planar macromolecules na may positibong singil. Dahil sa mapang-akit na epekto ng parehong positibong pagsingil, tumataas ang distansya sa pagitan ng mga layer ng grapayt, na nagbibigay ng isang channel at puwang para sa intercalator na makapasok nang maayos sa layer ng grapayt. Sa proseso ng paghahanda ng napapalawak na grapayt, ang intercalating agent ay pangunahin na acid. Sa mga nagdaang taon, pangunahing ginagamit ng mga mananaliksik ang sulphuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, halo-halong acid at glacial acetic acid.

Chemical-oxidation

Pamamaraan ng Elektrokimiko

Ang pamamaraang electrochemical ay nasa isang pare-pareho na kasalukuyang, na may may tubig na solusyon ng insert bilang electrolyte, graphite at metal na materyales (materyal na hindi kinakalawang na asero, platinum plate, lead plate, titanium plate, atbp.) Ay bumubuo ng isang pinaghalong anode, mga materyales na metal na ipinasok sa electrolyte bilang cathode, na bumubuo ng isang closed loop; O ang grapayt na nasuspinde sa electrolyte, sa electrolyte nang sabay na ipinasok sa negatibo at positibong plate, sa pamamagitan ng dalawang electrode ay pinalakas na pamamaraan, anodic oxidation. Ang ibabaw ng grapayt ay na-oxidize sa carbocation. Sa parehong oras, sa ilalim ng pinagsamang aksyon ng electrostatic akit at pagkakaiba sa pagkakaiba-iba ng konsentrasyon, ang mga acid ions o iba pang polar intercalant ions ay naka-embed sa pagitan ng mga layer ng grapayt upang mabuo ang napakalawak na grapayt.
Kung ikukumpara sa pamamaraang oxidation ng kemikal, ang electrochemical na pamamaraan para sa paghahanda ng napakalawak na grapayt sa buong proseso nang walang paggamit ng oxidant, malaki ang halaga ng paggamot, ang natitirang halaga ng mga kinakaing kinakaing unti-unting sangkap, ang electrolyte ay maaaring i-recycle pagkatapos ng reaksyon, ang halaga ng acid ay nabawasan, ang gastos ay nai-save, ang polusyon sa kapaligiran ay nabawasan, ang pinsala sa kagamitan ay mababa, at ang buhay ng serbisyo ay pinalawig. Sa mga nakaraang taon, ang electrochemical na pamamaraan ay unti-unting naging ginustong pamamaraan para sa paghahanda ng napapalawak na grapayt ng maraming mga negosyo na may maraming mga kalamangan.

Pamamaraan ng Diffusion ng Gas Phase (Paraan ng Dalawang-Kompartamento)

Ang paraan ng pagsasabog ng gas-phase ay upang makabuo ng napapalawak na grapayt sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa intercalator na may grapayt sa pormang puno ng gas at pang-agaw na reaksyon. Sa pangkalahatan, ang grapayt at ang pagpasok ay inilalagay sa magkabilang dulo ng reaktor na salamin na lumalaban sa init, at ang vacuum ay ibinobomba at selyado, kaya kilala rin ito bilang dalawang silid na pamamaraan. Ang pamamaraang ito ay madalas na ginagamit upang ma-synthesize ang halide -EG at alkali metal -EG sa industriya.
Mga kalamangan: ang istraktura at pagkakasunud-sunod ng reaktor ay maaaring kontrolin, at ang mga reactant at produkto ay madaling paghiwalayin.
Mga Dala: ang reaksyon aparato ay mas kumplikado, ang operasyon ay mas mahirap, kaya ang output ay limitado, at ang reaksyon na isinasagawa sa ilalim ng mataas na temperatura kondisyon, ang oras ay mas mahaba, at ang reaksyon kondisyon ay masyadong mataas, ang paghahanda kapaligiran ay dapat na maging vacuum, kaya't ang gastos sa produksyon ay medyo mataas, hindi angkop para sa malakihang aplikasyon ng produksyon.

Mixed Liquid Phase na Pamamaraan

Ang halo-halong pamamaraan ng likidong yugto ay upang direktang ihalo ang ipinasok na materyal sa grapayt, sa ilalim ng proteksyon ng kadaliang kumilos ng inert gas o sealing system para sa reaksyon ng pag-init upang maghanda ng napapalawak na grapayt. Ito ay karaniwang ginagamit para sa pagbubuo ng alkali metal-graphite interlaminar compound (GICs).
Mga kalamangan: Ang proseso ng reaksyon ay simple, ang bilis ng reaksyon ay mabilis, sa pamamagitan ng pagbabago ng ratio ng mga grapite na hilaw na materyales at pagsingit ay maaaring maabot ang isang tiyak na istraktura at komposisyon ng napapalawak na grapayt, na mas angkop para sa produksyon ng masa.
Mga Disadvantages: Ang nabuo na produkto ay hindi matatag, mahirap makitungo sa libreng nakapasok na sangkap na nakakabit sa ibabaw ng GICs, at mahirap matiyak ang pagkakapare-pareho ng mga graphite interlamellar compound kapag ang isang malaking bilang ng pagbubuo.

Mixed-liquid-phase-method

Paraan ng Pagtunaw

Ang pamamaraan ng pagtunaw ay upang ihalo ang grapayt sa intercalating na materyal at init upang maghanda ng napapalawak na grapayt. Batay sa ang katunayan na ang mga sangkap ng eutectic ay maaaring babaan ang natutunaw na punto ng system (sa ibaba ng natutunaw na punto ng bawat bahagi), ito ay isang pamamaraan para sa paghahanda ng ternary o multicomponent GICs sa pamamagitan ng pagpasok ng dalawa o higit pang mga sangkap (na dapat makabuo ng isang tinunaw na salt system) sa pagitan ng mga layer ng grapayt. Pangkalahatang ginamit sa paghahanda ng mga metal chloride - GICs.
Mga kalamangan: Ang produkto ng pagbubuo ay may mahusay na katatagan, madaling hugasan, simpleng aparato ng reaksyon, mababang temperatura ng reaksyon, maikling oras, na angkop para sa malakihang produksyon.
Mga Disadentahe: mahirap makontrol ang istraktura ng pagkakasunud-sunod at komposisyon ng produkto sa proseso ng reaksyon, at mahirap matiyak ang pagkakapare-pareho ng kaayusan ng order at komposisyon ng produkto sa pagbubuo ng masa.

Pamamaraan ng Pag-compress

Ang pressurized na pamamaraan ay upang ihalo ang graphite matrix sa alkaline earth metal at bihirang earth metal powder at reaksyon upang makabuo ng M-GICS sa ilalim ng presyuradong mga kondisyon.
Mga Disadvantages: Kapag ang presyon ng singaw ng metal ay lumampas sa isang tiyak na threshold, maaaring isagawa ang reaksyon ng pagpapasok; Gayunpaman, ang temperatura ay masyadong mataas, madaling maging sanhi ng metal at grapayt upang makabuo ng mga karbid, negatibong reaksyon, kaya't ang temperatura ng reaksyon ay dapat na makontrol sa isang tiyak na saklaw. Ang temperatura ng pagpasok ng mga bihirang mga metal sa lupa ay napakataas, kaya't dapat mailapat ang presyon bawasan ang temperatura ng reaksyon. Ang pamamaraang ito ay angkop para sa paghahanda ng metal-GICS na may mababang lebel ng pagkatunaw, ngunit ang aparato ay kumplikado at mahigpit ang mga kinakailangan sa operasyon, kaya't bihirang gamitin ito ngayon.

Ang Paraan ng Pagsabog

Ang pamamaraang pampasabog sa pangkalahatan ay gumagamit ng grapayt at ahente ng pagpapalawak tulad ng KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O pyropyros o mga paghahalo na inihanda, kapag ito ay nainit, ang grapayt ay sabay na oksihenasyon at intercalation na reaksyon ng cambium compound, na kung saan ay pagkatapos ay pinalawak sa isang "paputok" na paraan, sa gayon ay nakakakuha ng pinalawak na grapayt. Kapag ang metal na asin ay ginamit bilang ahente ng pagpapalawak, ang produkto ay mas kumplikado, na hindi lamang pinalawak na grapayt, kundi pati na rin ang metal.

The-explosion-method