ქიმიური დაჟანგვის მეთოდი გაფართოებადი გრაფიტის მომზადების ტრადიციული მეთოდია. ამ მეთოდით ბუნებრივ ფანტელ გრაფიტს ურევენ შესაბამის ოქსიდანტთან და ინტერკალირებად აგენტთან, აკონტროლებენ გარკვეულ ტემპერატურაზე, მუდმივად ურევენ და რეცხავენ, ფილტრავენ და აშრობენ გაფართოებადი გრაფიტის მისაღებად. ქიმიური დაჟანგვის მეთოდი გახდა შედარებით მომწიფებული მეთოდი ინდუსტრიაში მარტივი აღჭურვილობის, მოსახერხებელი მუშაობისა და დაბალი ღირებულების უპირატესობებით.
ქიმიური დაჟანგვის პროცესის ეტაპები მოიცავს დაჟანგვას და ინტერკალაციას. გრაფიტის დაჟანგვა არის გაფართოებადი გრაფიტის წარმოქმნის ძირითადი პირობა, რადგან შეიძლება თუ არა ინტერკალაციის რეაქცია შეუფერხებლად გაგრძელდეს, დამოკიდებულია გრაფიტის ფენებს შორის გახსნის ხარისხზე. და ბუნებრივი გრაფიტი ოთახში. ტემპერატურას აქვს შესანიშნავი სტაბილურობა და მჟავა და ტუტე რეზისტენტობა, ამიტომ ის არ რეაგირებს მჟავასთან და ტუტესთან, შესაბამისად, ოქსიდანტის დამატება გახდა აუცილებელი ძირითადი კომპონენტი ქიმიურ დაჟანგვაში.
არსებობს მრავალი სახის ოქსიდანტები, ზოგადად გამოყენებული ოქსიდანტები არის მყარი ოქსიდანტები (როგორიცაა კალიუმის პერმანგანატი, კალიუმის დიქრომატი, ქრომის ტრიოქსიდი, კალიუმის ქლორატი და ა. ). ბოლო წლებში აღმოჩნდა, რომ კალიუმის პერმანგანატი არის მთავარი ოქსიდანტი, რომელიც გამოიყენება გაფართოებადი გრაფიტის დასამზადებლად.
ოქსიდიზატორის მოქმედებით გრაფიტი იჟანგება და გრაფიტის შრეში არსებული ნეიტრალური ქსელის მაკრომოლეკულები გადაიქცევა დადებითი მუხტის მქონე პლანტურ მაკრომოლეკულებად. იგივე დადებითი მუხტის საგრებელი ეფექტის გამო იზრდება გრაფიტის ფენებს შორის მანძილი, რაც უზრუნველყოფს არხს და სივრცეს ინტერკალატორისთვის გრაფიტის ფენაში შეუფერხებლად შესაღწევად. გაფართოებადი გრაფიტის მომზადების პროცესში შუალედური აგენტი ძირითადად მჟავაა. ბოლო წლებში მკვლევარები ძირითადად იყენებენ გოგირდის მჟავას, აზოტის მჟავას, ფოსფორის მჟავას, პერქლორინის მჟავას, შერეულ მჟავას და გამყინვარების ძმარმჟავას.
ელექტროქიმიური მეთოდი მუდმივ დენშია, ჩანართის წყალხსნარი, რადგან ელექტროლიტი, გრაფიტი და ლითონის მასალები (უჟანგავი ფოლადის მასალა, პლატინის ფირფიტა, ტყვიის ფირფიტა, ტიტანის ფირფიტა და ა.შ.) წარმოადგენს კომპოზიტურ ანოდს, ლითონის მასალები ჩასმული ელექტროლიტი კათოდის სახით, რომელიც ქმნის დახურულ მარყუჟს; ან ელექტროლიტში შეჩერებული გრაფიტი, ელექტროლიტში იმავდროულად ჩასმულია უარყოფით და დადებით ფირფიტაში, ორი ელექტროდის მეშვეობით ენერგიით ხდება ანოდური დაჟანგვის მეთოდი. გრაფიტის ზედაპირი იჟანგება კარბოკაციამდე. ამავდროულად, ელექტროსტატიკური მიზიდულობისა და კონცენტრაციის სხვაობის დიფუზიის კომბინირებული მოქმედებით, მჟავა იონები ან სხვა პოლარული ინტერკალანტი იონები ჩაშენებულია გრაფიტის ფენებს შორის გაფართოებადი გრაფიტის შესაქმნელად.
ქიმიურ დაჟანგვის მეთოდთან შედარებით, გაფართოებადი გრაფიტის მომზადების ელექტროქიმიური მეთოდი მთელ პროცესში ოქსიდანტის გამოყენების გარეშე, დამუშავების რაოდენობა დიდია, კოროზიული ნივთიერებების ნარჩენი რაოდენობა მცირეა, ელექტროლიტი შეიძლება გადამუშავდეს რეაქციის შემდეგ, მცირდება მჟავას რაოდენობა, დაზოგავს ხარჯებს, მცირდება გარემოს დაბინძურება, დაბალია აღჭურვილობის დაზიანება და მომსახურების ვადა. ბოლო წლებში ელექტროქიმიური მეთოდი თანდათან გახდა სასურველი მეთოდი გაფართოებადი გრაფიტის მოსამზადებლად. ბევრი საწარმო მრავალი უპირატესობით.
გაზის ფაზის დიფუზიის მეთოდი არის გაფართოებადი გრაფიტის წარმოება ინტერკალატორის გრაფიტთან აირისებრი ფორმით და ინტერკალაციის რეაქციით. როგორც წესი, გრაფიტი და ჩანართი თავსდება სითბოს მდგრადი მინის რეაქტორის ორივე ბოლოში და ვაკუუმი ტუმბოს და დალუქული, ამიტომ იგი ასევე ცნობილია როგორც ორკამერიანი მეთოდი. ეს მეთოდი ხშირად გამოიყენება ჰალოიდის -EG და ტუტე ლითონის -EG სინთეზისთვის ინდუსტრიაში.
უპირატესობები: რეაქტორის სტრუქტურისა და წესრიგის კონტროლი შესაძლებელია, ხოლო რეაქტორებისა და პროდუქტების ადვილად გამოყოფა.
ნაკლოვანებები: რეაქციის მოწყობილობა უფრო რთული, ოპერაცია უფრო რთული, ამიტომ გამომავალი შეზღუდულია და რეაქცია უნდა განხორციელდეს მაღალი ტემპერატურის პირობებში, დრო უფრო გრძელია და რეაქციის პირობები ძალიან მაღალი, მოსამზადებელი გარემო უნდა იყოს ვაკუუმი, ამიტომ წარმოების ღირებულება შედარებით მაღალია, არ არის შესაფერისი ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის.
შერეული თხევადი ფაზის მეთოდი არის ჩასმული მასალის უშუალოდ შერევა გრაფიტთან, ინერტული გაზის მობილურობის ან დალუქვის სისტემის დაცვის ქვეშ გაფართოებადი გრაფიტის მოსამზადებლად გათბობის რეაქციისთვის. იგი ჩვეულებრივ გამოიყენება ტუტე მეტალ-გრაფიტის ინტერლამინარული ნაერთების (GICs) სინთეზისთვის.
უპირატესობები: რეაქციის პროცესი მარტივია, რეაქციის სიჩქარე სწრაფია, გრაფიტის ნედლეულისა და ჩანართების თანაფარდობის შეცვლით შეიძლება მიაღწიოს გაფართოებადი გრაფიტის გარკვეულ სტრუქტურას და შემადგენლობას, უფრო შესაფერისი მასობრივი წარმოებისთვის.
ნაკლოვანებები: წარმოქმნილი პროდუქტი არასტაბილურია, ძნელია გაუმკლავდეს GIC-ების ზედაპირზე მიმაგრებულ თავისუფალ ჩადგმულ ნივთიერებას და ძნელია უზრუნველყოფილი იყოს გრაფიტის ინტერლამელარული ნაერთების თანმიმდევრულობა დიდი რაოდენობით სინთეზის დროს.
დნობის მეთოდი არის გრაფიტის შერევა ინტერკალირებად მასალასთან და სითბოს გაფართოებადი გრაფიტის მოსამზადებლად. გამომდინარე იქიდან, რომ ევტექტიკურ კომპონენტებს შეუძლიათ შეამცირონ სისტემის დნობის წერტილი (თითოეული კომპონენტის დნობის წერტილის ქვემოთ), ეს არის მეთოდი მომზადებისთვის. სამჯერადი ან მრავალკომპონენტიანი GIC-ები გრაფიტის ფენებს შორის ერთდროულად ორი ან მეტი ნივთიერების (რომელსაც უნდა შეეძლოს მდნარი მარილის სისტემის ფორმირება) ჩასმა.ზოგადად გამოიყენება ლითონის ქლორიდების - GIC-ების დასამზადებლად.
უპირატესობები: სინთეზის პროდუქტს აქვს კარგი სტაბილურობა, ადვილად გასარეცხი, მარტივი რეაქციის მოწყობილობა, დაბალი რეაქციის ტემპერატურა, მოკლე დრო, შესაფერისია ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის.
ნაკლოვანებები: ძნელია რეაქციის პროცესში პროდუქტის შეკვეთის სტრუქტურისა და შემადგენლობის კონტროლი და რთულია პროდუქტის შეკვეთის სტრუქტურისა და შემადგენლობის თანმიმდევრულობის უზრუნველყოფა მასობრივ სინთეზში.
ზეწოლის ქვეშ მყოფი მეთოდია გრაფიტის მატრიქსის შერევა ტუტემიწის ლითონთან და იშვიათი მიწიერი ლითონის ფხვნილთან და რეაქციაში M-GICS-ის წარმოებისთვის ზეწოლის პირობებში.
ნაკლოვანებები: მხოლოდ მაშინ, როდესაც ლითონის ორთქლის წნევა გადააჭარბებს გარკვეულ ზღურბლს, შეიძლება განხორციელდეს ჩასმის რეაქცია; თუმცა, ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ადვილად იწვევს ლითონისა და გრაფიტის კარბიდების წარმოქმნას, უარყოფითი რეაქცია, ამიტომ რეაქციის ტემპერატურა უნდა დარეგულირდეს გარკვეულ დიაპაზონში. იშვიათი მიწიერი ლითონების შეყვანის ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ამიტომ წნევა უნდა განხორციელდეს. შეამცირეთ რეაქციის ტემპერატურა.ეს მეთოდი შესაფერისია დაბალი დნობის წერტილის მქონე ლითონის GICS-ის მოსამზადებლად, მაგრამ მოწყობილობა რთულია და მუშაობის მოთხოვნები მკაცრია, ამიტომ ახლა იშვიათად გამოიყენება.
ფეთქებადი მეთოდი ზოგადად იყენებს გრაფიტს და გაფართოების საშუალებას, როგორიცაა KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O პიროპიროსი ან მომზადებული ნარევები, როდესაც ის გაცხელდება, გრაფიტი ერთდროულად იჟანგება და ურთიერთქმედებს კამბიუმის ნაერთს, რომელიც შემდეგ ხდება. გაფართოვდა "ასაფეთქებელი" გზით, რითაც მიიღება გაფართოებული გრაფიტი. როდესაც ლითონის მარილი გამოიყენება გაფართოების აგენტად, პროდუქტი უფრო რთულია, რომელსაც აქვს არა მხოლოდ გაფართოებული გრაფიტი, არამედ ლითონიც.
