રાસાયણિક ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવાની પરંપરાગત પદ્ધતિ છે. આ પદ્ધતિમાં, કુદરતી ફ્લેક ગ્રેફાઇટ યોગ્ય ઓક્સિડન્ટ અને ઇન્ટરકેલેટીંગ એજન્ટ સાથે મિશ્રિત થાય છે, ચોક્કસ તાપમાને નિયંત્રિત થાય છે, સતત હલાવવામાં આવે છે, અને વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ મેળવવા માટે ધોવાઇ, ફિલ્ટર અને સૂકવવામાં આવે છે. રાસાયણિક ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ સરળ સાધનો, અનુકૂળ કામગીરી અને ઓછા ખર્ચના ફાયદા સાથે ઉદ્યોગમાં પ્રમાણમાં પરિપક્વ પદ્ધતિ બની છે.
રાસાયણિક ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયાના પગલાઓમાં ઓક્સિડેશન અને ઇન્ટરકેલેશનનો સમાવેશ થાય છે. ગ્રેફાઇટનું ઓક્સિડેશન વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટની રચના માટે મૂળભૂત શરત છે, કારણ કે ઇન્ટરકેલેશન પ્રતિક્રિયા સરળતાથી આગળ વધી શકે છે કે કેમ તે ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચે ખોલવાની ડિગ્રી પર આધાર રાખે છે. અને રૂમમાં કુદરતી ગ્રેફાઇટ તાપમાન ઉત્તમ સ્થિરતા અને એસિડ અને આલ્કલી પ્રતિકાર ધરાવે છે, તેથી તે એસિડ અને આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, તેથી, ઓક્સિડન્ટનો ઉમેરો રાસાયણિક ઓક્સિડેશનમાં આવશ્યક કી ઘટક બની ગયો છે.
ત્યાં ઘણા પ્રકારના ઓક્સિડન્ટ્સ છે, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઓક્સિડન્ટ્સ ઘન ઓક્સિડન્ટ્સ છે (જેમ કે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ, પોટેશિયમ ડિક્રોમેટ, ક્રોમિયમ ટ્રાઇઓક્સાઇડ, પોટેશિયમ ક્લોરેટ, વગેરે), કેટલાક ઓક્સિડાઇઝિંગ લિક્વિડ ઓક્સિડન્ટ્સ (જેમ કે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ, નાઇટ્રિક એસિડ, વગેરે) પણ હોઈ શકે છે. ). તે તાજેતરના વર્ષોમાં જોવા મળે છે કે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું મુખ્ય ઓક્સિડન્ટ છે.
ઓક્સિડાઇઝરની ક્રિયા હેઠળ, ગ્રેફાઇટ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને ગ્રેફાઇટ સ્તરમાં તટસ્થ નેટવર્ક મેક્રોમોલેક્યુલ્સ હકારાત્મક ચાર્જ સાથે પ્લાનર મેક્રોમોલેક્યુલ્સ બને છે. સમાન હકારાત્મક ચાર્જની પ્રતિકૂળ અસરને કારણે, ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચેનું અંતર વધે છે, જે ઇન્ટરકેલેટરને ગ્રેફાઇટ સ્તરમાં સરળતાથી પ્રવેશવા માટે ચેનલ અને જગ્યા પૂરી પાડે છે. વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટની તૈયારી પ્રક્રિયામાં, ઇન્ટરકેલેટીંગ એજન્ટ મુખ્યત્વે એસિડ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, સંશોધકો મુખ્યત્વે સલ્ફ્યુરિક એસિડ, નાઈટ્રિક એસિડ, ફોસ્ફોરિક એસિડ, પેર્ક્લોરિક એસિડ, મિક્સ્ડ એસિડ અને ગ્લેશિયલ એસિટિક એસિડનો ઉપયોગ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પદ્ધતિ સતત પ્રવાહમાં છે, જેમાં દાખલ કરવાના જલીય દ્રાવણ સાથે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, ગ્રેફાઇટ અને મેટલ સામગ્રી (સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સામગ્રી, પ્લેટિનમ પ્લેટ, લીડ પ્લેટ, ટાઇટેનિયમ પ્લેટ, વગેરે) એક સંયુક્ત એનોડ, ધાતુ સામગ્રી દાખલ કરે છે. કેથોડ તરીકે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, બંધ લૂપ બનાવે છે; અથવા ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં તે જ સમયે નકારાત્મક અને હકારાત્મક પ્લેટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, બે ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા એનર્જીડ પદ્ધતિ, એનોડિક ઓક્સિડેશન છે. ગ્રેફાઇટની સપાટી કાર્બોકેશનમાં ઓક્સિડાઇઝ્ડ છે. તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણ અને એકાગ્રતા તફાવત પ્રસારની સંયુક્ત ક્રિયા હેઠળ, એસિડ આયનો અથવા અન્ય ધ્રુવીય ઇન્ટરકલેન્ટ આયનો ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચે વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ બનાવવા માટે જોડાયેલા છે.
રાસાયણિક ઓક્સિડેશન પદ્ધતિની સરખામણીમાં, ઓક્સિડન્ટનો ઉપયોગ કર્યા વિના સમગ્ર પ્રક્રિયામાં વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવા માટેની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પદ્ધતિ, સારવારની રકમ મોટી છે, કાટ લાગતા પદાર્થોની શેષ માત્રા નાની છે, પ્રતિક્રિયા પછી ઇલેક્ટ્રોલાઇટને રિસાયકલ કરી શકાય છે, એસિડની માત્રામાં ઘટાડો થાય છે, ખર્ચ બચાવવામાં આવે છે, પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ઓછું થાય છે, સાધનોને નુકસાન ઓછું થાય છે, અને સર્વિસ લાઇફ લંબાવવામાં આવે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પદ્ધતિ ધીમે ધીમે વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવા માટે પસંદગીની પદ્ધતિ બની છે. ઘણા ફાયદા સાથે ઘણા સાહસો.
ગેસ-ફેઝ ડિફ્યુઝન પદ્ધતિ એ ગેસિયસ ફોર્મમાં ઇન્ટરકેલેટરનો સંપર્ક કરીને અને ઇન્ટરકેલેટિંગ પ્રતિક્રિયા દ્વારા વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ ઉત્પન્ન કરવાની છે. સામાન્ય રીતે, ગ્રેફાઇટ અને ઇન્સર્ટ ગરમી-પ્રતિરોધક ગ્લાસ રિએક્ટરના બંને છેડા પર મૂકવામાં આવે છે, અને વેક્યુમ પમ્પ થાય છે અને સીલ કરેલ છે, તેથી તેને બે -ચેમ્બર પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
ફાયદા: રિએક્ટરની રચના અને ક્રમને નિયંત્રિત કરી શકાય છે, અને રિએક્ટન્ટ્સ અને ઉત્પાદનોને સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે.
ગેરફાયદા: પ્રતિક્રિયા ઉપકરણ વધુ જટિલ છે, ઓપરેશન વધુ મુશ્કેલ છે, તેથી આઉટપુટ મર્યાદિત છે, અને temperatureંચા તાપમાનની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ હાથ ધરવામાં આવતી પ્રતિક્રિયા, સમય લાંબો છે, અને પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ ખૂબ ,ંચી છે, તૈયારીનું વાતાવરણ હોવું જોઈએ વેક્યુમ બનો, તેથી ઉત્પાદન ખર્ચ પ્રમાણમાં વધારે છે, મોટા પાયે ઉત્પાદન કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય નથી.
મિક્સ્ડ લિક્વિડ ફેઝ પદ્ધતિ એ વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવા માટે હીટિંગ રિએક્શન માટે નિષ્ક્રિય ગેસ અથવા સીલિંગ સિસ્ટમની ગતિશીલતાના રક્ષણ હેઠળ દાખલ કરેલી સામગ્રીને સીધી ગ્રેફાઇટ સાથે મિશ્રિત કરવાની છે. તે સામાન્ય રીતે આલ્કલી મેટલ-ગ્રેફાઇટ ઇન્ટરલેમિનાર કમ્પાઉન્ડ્સ (જીઆઇસી) ના સંશ્લેષણ માટે વપરાય છે.
ફાયદા: પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા સરળ છે, પ્રતિક્રિયાની ઝડપ ઝડપી છે, ગ્રેફાઇટ કાચા માલ અને ઇન્સર્ટ્સના ગુણોત્તરને બદલીને વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટની ચોક્કસ રચના અને રચના સુધી પહોંચી શકે છે, જે મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે વધુ યોગ્ય છે.
ગેરફાયદા: રચાયેલ ઉત્પાદન અસ્થિર છે, જીઆઈસીની સપાટી સાથે જોડાયેલા મુક્ત દાખલ કરેલા પદાર્થ સાથે વ્યવહાર કરવો મુશ્કેલ છે, અને જ્યારે મોટી સંખ્યામાં સંશ્લેષણ થાય ત્યારે ગ્રેફાઇટ ઇન્ટરમેલ્લર સંયોજનોની સુસંગતતાની ખાતરી કરવી મુશ્કેલ છે.
ગલન પદ્ધતિ એ ગ્રેફાઇટને ઇન્ટરકેલેટીંગ મટિરિયલ અને ગરમી સાથે મિશ્રિત કરી વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ તૈયાર કરવા માટે છે. એ હકીકત પર આધારિત કે યુટેક્ટીક ઘટકો સિસ્ટમના ગલનબિંદુને ઘટાડી શકે છે (દરેક ઘટકના ગલનબિંદુ નીચે), તે તૈયારી માટેની પદ્ધતિ છે. ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચે બે અથવા વધુ પદાર્થો (જે પીગળેલી મીઠું પ્રણાલી રચવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ) દાખલ કરીને ટર્નરી અથવા મલ્ટિકોમ્પોનન્ટ જીઆઇસી.
ફાયદા: સંશ્લેષણ ઉત્પાદનમાં સારી સ્થિરતા, ધોવા માટે સરળ, સરળ પ્રતિક્રિયા ઉપકરણ, ઓછી પ્રતિક્રિયા તાપમાન, ટૂંકા સમય, મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે.
ગેરફાયદા: પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયામાં ઉત્પાદનની ઓર્ડર સ્ટ્રક્ચર અને રચનાને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે, અને સામૂહિક સંશ્લેષણમાં ઉત્પાદનની ઓર્ડર સ્ટ્રક્ચર અને રચનાની સુસંગતતાની ખાતરી કરવી મુશ્કેલ છે.
દબાણયુક્ત પદ્ધતિ એ છે કે ગ્રેફાઇટ મેટ્રિક્સને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુ અને દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુ પાવડર સાથે મિશ્રિત કરો અને દબાણયુક્ત પરિસ્થિતિઓમાં એમ-જીઆઇસીએસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિક્રિયા આપો.
ગેરફાયદા: માત્ર ત્યારે જ જ્યારે ધાતુનું વરાળ દબાણ ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જાય, ત્યારે નિવેશની પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી શકે છે; જો કે, તાપમાન ખૂબ ,ંચું છે, ધાતુ અને ગ્રેફાઇટને કાર્બાઇડ બનાવવા માટે સરળ છે, નકારાત્મક પ્રતિક્રિયા, તેથી પ્રતિક્રિયાનું તાપમાન ચોક્કસ શ્રેણીમાં નિયંત્રિત થવું જોઈએ. દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓનું નિવેશ તાપમાન ખૂબ highંચું છે, તેથી દબાણ લાગુ કરવું આવશ્યક છે પ્રતિક્રિયાનું તાપમાન ઘટાડે છે આ પદ્ધતિ ઓછી ગલનબિંદુ સાથે મેટલ-જીઆઇસીએસની તૈયારી માટે યોગ્ય છે, પરંતુ ઉપકરણ જટિલ છે અને ઓપરેશનની જરૂરિયાતો કડક છે, તેથી તે હવે ભાગ્યે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
વિસ્ફોટક પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 nH2O pyropyros અથવા મિશ્રણ જેવા ગ્રેફાઇટ અને વિસ્તરણ એજન્ટનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે ગ્રેફાઇટ વારાફરતી ઓક્સિડેશન અને ઇન્ટરકેલેશન રિએક્શન કેમ્બિયમ સંયોજનનો ઉપયોગ કરે છે. "વિસ્ફોટક" રીતે વિસ્તૃત, આમ વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ મેળવવામાં આવે છે. જ્યારે મેટલ મીઠું વિસ્તરણ એજન્ટ તરીકે વપરાય છે, ત્યારે ઉત્પાદન વધુ જટિલ છે, જે માત્ર વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ જ નહીં, પણ ધાતુ પણ ધરાવે છે.
