রাসায়নিক জারণ পদ্ধতি প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট প্রস্তুত করার জন্য একটি ঐতিহ্যগত পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে, প্রাকৃতিক ফ্লেক গ্রাফাইটকে উপযুক্ত অক্সিডেন্ট এবং ইন্টারক্যালেটিং এজেন্টের সাথে মিশ্রিত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নিয়ন্ত্রিত, ক্রমাগত নাড়াচাড়া করা হয় এবং প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট পাওয়ার জন্য ধুয়ে, ফিল্টার এবং শুকানো হয়। রাসায়নিক জারণ পদ্ধতি শিল্পে একটি অপেক্ষাকৃত পরিপক্ক পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে সহজ সরঞ্জাম, সুবিধাজনক অপারেশন এবং কম খরচের সুবিধার সাথে।
রাসায়নিক জারণ প্রক্রিয়ার ধাপগুলির মধ্যে রয়েছে অক্সিডেশন এবং ইন্টারক্যালেশন। গ্রাফাইটের জারণ হল প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট গঠনের প্রাথমিক শর্ত, কারণ ইন্টারক্যালেশন বিক্রিয়াটি মসৃণভাবে চলতে পারে কিনা তা নির্ভর করে গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে খোলার মাত্রার উপর। এবং ঘরে প্রাকৃতিক গ্রাফাইট তাপমাত্রার চমৎকার স্থিতিশীলতা এবং অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তাই এটি অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করে না, তাই, অক্সিডেন্ট যোগ করা রাসায়নিক জারণে একটি প্রয়োজনীয় মূল উপাদান হয়ে উঠেছে।
অনেক ধরনের অক্সিডেন্ট রয়েছে, সাধারণত ব্যবহৃত অক্সিডেন্ট হল কঠিন অক্সিডেন্ট (যেমন পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট, পটাসিয়াম ডাইক্রোমেট, ক্রোমিয়াম ট্রাইঅক্সাইড, পটাসিয়াম ক্লোরেট, ইত্যাদি), এছাড়াও কিছু অক্সিডাইজিং তরল অক্সিডেন্ট (যেমন হাইড্রোজেন পারক্সাইড, নাইট্রিক অ্যাসিড ইত্যাদি) হতে পারে। ) সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এটি পাওয়া গেছে যে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গনেট হল প্রধান অক্সিডেন্ট যা প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
অক্সিডাইজারের ক্রিয়ায়, গ্রাফাইট জারিত হয় এবং গ্রাফাইট স্তরের নিরপেক্ষ নেটওয়ার্ক ম্যাক্রোমোলিকুলগুলি ধনাত্মক চার্জ সহ প্ল্যানার ম্যাক্রোমোলিকুলে পরিণত হয়। একই ধনাত্মক চার্জের বিকর্ষণমূলক প্রভাবের কারণে, গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি পায়, যা গ্রাফাইট স্তরে মসৃণভাবে প্রবেশ করার জন্য ইন্টারক্যালেটরের জন্য একটি চ্যানেল এবং স্থান প্রদান করে। প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির প্রক্রিয়ায়, ইন্টারক্যালেটিং এজেন্ট প্রধানত অ্যাসিড। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, গবেষকরা প্রধানত সালফিউরিক অ্যাসিড, নাইট্রিক অ্যাসিড, ফসফরিক অ্যাসিড, পারক্লোরিক অ্যাসিড, মিশ্র অ্যাসিড এবং গ্লাসিয়াল অ্যাসিটিক অ্যাসিড ব্যবহার করেন।
ইলেক্ট্রোলাইট, গ্রাফাইট এবং ধাতব পদার্থ (স্টেইনলেস স্টীল উপাদান, প্ল্যাটিনাম প্লেট, সীসা প্লেট, টাইটানিয়াম প্লেট, ইত্যাদি) একটি যৌগিক অ্যানোড গঠন করে, ধাতব পদার্থ ঢোকানো হয়। ক্যাথোড হিসাবে ইলেক্ট্রোলাইট, একটি বন্ধ লুপ গঠন; অথবা ইলেক্ট্রোলাইটে স্থগিত গ্রাফাইট, ইলেক্ট্রোলাইটে একই সময়ে ঋণাত্মক এবং ধনাত্মক প্লেটে ঢোকানো হয়, দুটি ইলেক্ট্রোডের মাধ্যমে শক্তিযুক্ত পদ্ধতি, অ্যানোডিক অক্সিডেশন হয়। গ্রাফাইটের পৃষ্ঠ কার্বোকেশনে জারিত হয়। একই সময়ে, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ এবং ঘনত্বের পার্থক্যের সম্মিলিত ক্রিয়ায়, অ্যাসিড আয়ন বা অন্যান্য পোলার ইন্টারক্যাল্যান্ট আয়নগুলি গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে এমবেড করে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট গঠন করে।
রাসায়নিক জারণ পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, অক্সিডেন্ট ব্যবহার না করে পুরো প্রক্রিয়ায় প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির জন্য ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি, চিকিত্সার পরিমাণ বড়, ক্ষয়কারী পদার্থের অবশিষ্ট পরিমাণ ছোট, ইলেক্ট্রোলাইট প্রতিক্রিয়ার পরে পুনর্ব্যবহৃত করা যেতে পারে, অ্যাসিডের পরিমাণ হ্রাস পায়, খরচ সাশ্রয় হয়, পরিবেশ দূষণ হ্রাস পায়, সরঞ্জামের ক্ষতি কম হয় এবং পরিষেবা জীবন বাড়ানো হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি ধীরে ধীরে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরির জন্য পছন্দের পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে। অনেক সুবিধা সহ অনেক উদ্যোগ।
গ্যাস-ফেজ ডিফিউশন পদ্ধতি হল গ্যাসীয় আকারে গ্রাফাইটের সাথে ইন্টারক্যালেটরের সাথে যোগাযোগ করে এবং আন্তঃক্যালেটিং প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট তৈরি করা। সাধারণত, গ্রাফাইট এবং সন্নিবেশ তাপ-প্রতিরোধী কাচের চুল্লির উভয় প্রান্তে স্থাপন করা হয় এবং ভ্যাকুয়াম পাম্প করা হয়। সিল করা, তাই এটি দুই-চেম্বার পদ্ধতি হিসাবেও পরিচিত। এই পদ্ধতিটি প্রায়শই শিল্পে হ্যালাইড -ইজি এবং ক্ষারীয় ধাতু -ইজি সংশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়।
সুবিধা: চুল্লির গঠন এবং ক্রম নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, এবং বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলি সহজেই আলাদা করা যায়।
অসুবিধা: প্রতিক্রিয়া ডিভাইসটি আরও জটিল, অপারেশনটি আরও কঠিন, তাই আউটপুট সীমিত, এবং উচ্চ তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে প্রতিক্রিয়া চালানোর জন্য, সময় বেশি, এবং প্রতিক্রিয়া শর্তগুলি খুব বেশি, প্রস্তুতির পরিবেশ অবশ্যই ভ্যাকুয়াম হতে পারে, তাই উৎপাদন খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি, বড় আকারের উৎপাদন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত নয়।
মিশ্র তরল ফেজ পদ্ধতি হল প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট প্রস্তুত করার জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাসের গতিশীলতা বা সিলিং সিস্টেমের গতিশীলতার সুরক্ষার অধীনে ঢোকানো উপাদানকে সরাসরি গ্রাফাইটের সাথে মিশ্রিত করা। এটি সাধারণত ক্ষার ধাতু-গ্রাফাইট ইন্টারলামিনার যৌগগুলির (GICs) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
সুবিধা: প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া সহজ, প্রতিক্রিয়া গতি দ্রুত, গ্রাফাইট কাঁচামাল এবং সন্নিবেশের অনুপাত পরিবর্তন করে একটি নির্দিষ্ট কাঠামো এবং প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইটের সংমিশ্রণে পৌঁছাতে পারে, যা ব্যাপক উত্পাদনের জন্য আরও উপযুক্ত।
অসুবিধা: গঠিত পণ্য অস্থির, এটা GICs পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত বিনামূল্যে সন্নিবেশিত পদার্থ মোকাবেলা করা কঠিন, এবং গ্রাফাইট interlamellar যৌগ এর সামঞ্জস্য নিশ্চিত করা কঠিন যখন সংশ্লেষণ একটি বড় সংখ্যা।
গলানোর পদ্ধতি হল গ্রাফাইটকে আন্তঃক্যালেটিং উপাদান এবং তাপের সাথে মিশ্রিত করে প্রসারণযোগ্য গ্রাফাইট প্রস্তুত করা। ইউটেটিক উপাদানগুলি সিস্টেমের গলনাঙ্ককে (প্রতিটি উপাদানের গলনাঙ্কের নীচে) কমাতে পারে এই সত্যের উপর ভিত্তি করে এটি প্রস্তুত করার একটি পদ্ধতি। গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে একযোগে দুই বা ততোধিক পদার্থ (যা একটি গলিত লবণ সিস্টেম তৈরি করতে সক্ষম হতে হবে) সন্নিবেশ করার মাধ্যমে টারনারি বা মাল্টিকম্পোনেন্ট জিআইসি। সাধারণত ধাতব ক্লোরাইড তৈরিতে ব্যবহৃত হয় - জিআইসি।
সুবিধা: সংশ্লেষণ পণ্যের ভাল স্থিতিশীলতা, ধোয়া সহজ, সহজ প্রতিক্রিয়া ডিভাইস, কম প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা, স্বল্প সময়, বড় আকারের উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত।
অসুবিধা: বিক্রিয়া প্রক্রিয়ায় পণ্যের অর্ডার স্ট্রাকচার এবং কম্পোজিশন নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন এবং ভর সংশ্লেষণে পণ্যের অর্ডার স্ট্রাকচার এবং কম্পোজিশনের সামঞ্জস্য নিশ্চিত করা কঠিন।
চাপযুক্ত পদ্ধতি হল ক্ষারীয় আর্থ মেটাল এবং বিরল আর্থ মেটাল পাউডারের সাথে গ্রাফাইট ম্যাট্রিক্স মিশ্রিত করা এবং চাপযুক্ত পরিস্থিতিতে এম-জিআইসিএস তৈরি করতে প্রতিক্রিয়া করা।
অসুবিধা: শুধুমাত্র যখন ধাতুর বাষ্পের চাপ একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে, সন্নিবেশ প্রতিক্রিয়া বাহিত হতে পারে; যাইহোক, তাপমাত্রা খুব বেশি, ধাতু এবং গ্রাফাইট দ্বারা কার্বাইড তৈরি করা সহজ, নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া, তাই প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট পরিসরে নিয়ন্ত্রিত হওয়া আবশ্যক। বিরল আর্থ ধাতুগুলির সন্নিবেশ তাপমাত্রা খুব বেশি, তাই চাপ প্রয়োগ করা আবশ্যক। প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা হ্রাস করুন। এই পদ্ধতিটি কম গলনাঙ্ক সহ ধাতু-জিআইসিএস তৈরির জন্য উপযুক্ত, তবে ডিভাইসটি জটিল এবং অপারেশনের প্রয়োজনীয়তা কঠোর, তাই এটি এখন খুব কমই ব্যবহৃত হয়।
বিস্ফোরক পদ্ধতিতে সাধারণত গ্রাফাইট এবং এক্সপেনশন এজেন্ট যেমন KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O পাইরোপাইরোস বা প্রস্তুত মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়, যখন এটি উত্তপ্ত হয়, গ্রাফাইট একই সাথে জারণ এবং ইন্টারক্যালেশন প্রতিক্রিয়া ক্যাম্বিয়াম যৌগ, যা তখন একটি "বিস্ফোরক" উপায়ে প্রসারিত হয়, এইভাবে প্রসারিত গ্রাফাইট পাওয়া যায়। যখন ধাতব লবণকে সম্প্রসারণ এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন পণ্যটি আরও জটিল হয়, যা শুধুমাত্র প্রসারিত গ্রাফাইট নয়, ধাতুও করে।
