UA77533C2

UA77533C2 - Process for preparation of intercalated graphite

Info

Publication number: UA77533C2
Application number: UA20041210383A
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Volodymyro Yanchenko; Mykhailo Leonidovy Piatkovskyi; Yurii Ivanovych Sementsov
Original assignee: Tmspetsmash Ltd Liability Comp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-12-15

Abstract

A process for preparation of intercalated graphite of acceptor type with high degree of expansion, in which process the graphite is preliminarily mixed with electrolyte by sulfurous acid with concentration of 30-94 % as counting per 0.5-1.0 cm3 of electrolyte for 1 g of graphite, on the surface of anode of electrochemical reactor uniformly distributing the mixture of graphite powder with electrolyte at such amount that ratios of anode surface to the weight of graphite be 0.5-3 cm3/g, on layer ofgraphite powder with electrolyte the porous membrane is set from chemically stable tissue of polypropylene, and on the layer of tissue of polypropylene cathode with load is applied, which provides pressure between 0.5 and 3.5 kPa, thereafter continuous current of density of 1-50 mA/cm2 is passed through graphite, washed and dried.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до технології одержання інтеркальованого графіту акцепторного типу, що здатний до 2 термічного розширення при нагріванні, конкретніше, до електрохімічних способів одержання інтеркальованого графіту з високим ступенем розширення, і може бути використаний для одержання терморозширенного графіту, який використовують в атомній, хімічній промисловості, теплоенергетиці, металургії тощо.The invention relates to the technology of obtaining intercalated graphite of the acceptor type, capable of up to 2 thermal expansion upon heating, more specifically, to electrochemical methods of obtaining intercalated graphite with a high degree of expansion, and can be used to obtain thermally expanded graphite, which is used in the nuclear, chemical industry, thermal power , metallurgy, etc.

Інтеркальований графіт (ІГ) є продуктом впровадження в кристали вихідного графіту якої-небудь хімічної сполуки і служить проміжною сировиною в технологіях одержання терморозширеного графіту і виробів на його 70 основі. У промисловості звичайно застосовуються рідиннофазні хімічні способи одержання інтеркальованого графіту, що включають обробку графіту сильними окисниками й інтеркалантами. Як окисники беруть дихромат калію, азотну кислоту, персульфат амонію, пероксид водню, оксид хрому (МІ) (хромовий ангідрид), як інтеркаланти беруть сірчану кислоту, азотну кислоту, ортофосфорну кислоту, деякі солі |(Черньіш И.Г., КарповIntercalated graphite (IG) is a product of the introduction of some chemical compound into the initial graphite crystals and serves as an intermediate raw material in the production technologies of thermally expanded graphite and products based on it. In industry, liquid-phase chemical methods of obtaining intercalated graphite are usually used, which include treatment of graphite with strong oxidizers and intercalants. Potassium dichromate, nitric acid, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, chromium oxide (MI) (chromic anhydride) are taken as oxidizing agents, sulfuric acid, nitric acid, orthophosphoric acid, some salts are taken as intercalants | (Chernyish I.G., Karpov

И.И., Приходько Г.П., Шай В.М. Физико-химические свойства графита и его соединений / Киев. - Наукова думка. - 72 1990. - 200 с. Ці способи мають серйозні недоліки, зумовлені застосуванням сильних окисників і концентрованих кислот, що здебільшого отруйні. Найбільш безпечним і поширеним є сірчанокислотний рідиннофазний хімічний метод інтеркалювання графіту. Проте цей метод також має серйозні недоліки: підвищена витрата концентрованої сірчаної кислоти, що в 2-4 рази перевищує теоретично розраховану кількість кислоти; залежність процесу від концентрації кислоти; якщо концентрація сірчаної кислоти менша від 9295, одержати якісний Інтеркальований графіт неможливо; окисники, які застосовують досить дорогі й агресивні.I.Y., Prykhodko G.P., Shai V.M. Physico-chemical properties of graphite and its compounds / Kyiv. - Scientific thought. - 72 1990. - 200 p. These methods have serious drawbacks due to the use of strong oxidants and concentrated acids, which are mostly poisonous. The safest and most common is the sulfuric acid liquid-phase chemical method of graphite intercalation. However, this method also has serious drawbacks: increased consumption of concentrated sulfuric acid, which is 2-4 times higher than the theoretically calculated amount of acid; dependence of the process on acid concentration; if the concentration of sulfuric acid is less than 9295, it is impossible to obtain high-quality intercalated graphite; oxidants used are quite expensive and aggressive.

Більш економічно вигідними є електрохімічні способи одержання ІГ. Електрохімічні способи мають ряд переваг: с 29 більш безпечні екологічно; Го) не потребують значних витрат кислоти і води для промивання; використаний електроліт і промивну воду можна повторно використати для виготовлення нових порцій електроліту, який використовують для одержання ІГ; одержуваний ІГ не забруднюється окислювачем і продуктами його відновлення; о синтез ІГ можна здійснювати в контрольованому режимі й одержувати продукт із заданими характеристиками «сеElectrochemical methods of obtaining IH are more economically beneficial. Electrochemical methods have a number of advantages: c 29 are more ecologically safe; Ho) do not require significant consumption of acid and water for washing; the used electrolyte and washing water can be reused for the production of new portions of the electrolyte, which is used to obtain IH; the obtained IH is not contaminated by the oxidizer and its reduction products; o IH synthesis can be carried out in a controlled mode and a product with given characteristics can be obtained

Хпостолов С.П., Краснов В.В. Финаенов А.М. Злектрохимический синтез гидросульфата графита в потенциос-татическом режиме // Журнал прикладной химии. - 1997. - Т. 70. - Вьп. 4. -С. 602-607). оKhpostolov S.P., Krasnov V.V. Finaenov A.M. Electrochemical synthesis of graphite hydrosulfate in the potentiostatic regime // Journal of Applied Chemistry. - 1997. - T. 70. - Vol. 4. -S. 602-607). at

Розрахована авторами за законами Фарадея теоретична кількість електрики, необхідна для окислення ї- матриці графіту, у випадку одержання 1 стадії ІГ дорівнює 93 А год/кг, для одержання 142 стадії дорівнює 62 мCalculated by the authors according to Faraday's laws, the theoretical amount of electricity required for oxidation of the graphite matrix is 93 A h/kg in the case of obtaining stage 1 of the graphite matrix, and 62 m for obtaining stage 142

А год/кг, а для одержання 2 стадії - 46,5 А год/кг. Отже, теоретично для одержання ІГ 1 стадії при напрузі 4-8A h/kg, and to obtain the 2nd stage - 46.5 A h/kg. So, theoretically, for obtaining IH 1 stage at a voltage of 4-8

В необхідно затратити усього 0,372-0,744 Квт'год електроенергії на 1 кг графіту. Основними недоліками існуючих методів електрохімічного синтезу ІГ і апаратів для його здійснення є низька продуктивність процесу й енерговитрати, що значно перевищують теоретично розраховані (понад 200 Агод/кг). Тому актуальною « проблемою в технології одержання ІГ є пошук ефективних економічно вигідних електрохімічних способів 8 с інтеркалювання графіту. й Відомий спосіб одержання шаруватих сполук графіту (інтеркальованого графіту), який описано в авторському "» свідоцтві СРСР Мо 1541981, МПК? СО18 31/04, 09.11.87. За цим способом готують суспензію порошку графіту в електроліті, а електролітичну обробку ведуть у полі віддентрових сил при значенні критерію Фруда від 5 до 1500 (швидкість обертання анода від 212 до 3790 об/хв.). Електролітичну обробку графіту проводять під - напругою 4 В протягом 40-80 хв., енергетичні затрати від 300 до 600 А год/кг графіту. Недоліками цього способу -1 є високі енергетичні витрати, а також необхідність використання виготовленого з кислотостійких матеріалів центрифужного обладнання. о За прототип вибрано електрохімічний спосіб одержання інтеркальованого графіту |(патент США Мо4350576, сю 50 МПК С2581/00, 1982 рік), який збігається за найбільшим числом спільних суттєвих ознак з винаходом, що заявляється. За цим способом інтеркальований графіт одержують в електролітичній комірці, що має катод, анод і со анодну камеру, пристосовану для розміщення там графітового порошку, який піддається електролізові в анодній камері у водному розчині електроліту, що містить речовину, здатну до інтеркалювання графіту, інтеркалювання здійснюють при густині струму меншій, ніж 500 мА/см?, і при застосуванні тиску до графітового порошку, 22 розміщеного в анодній камері, принаймні в одному напрямку так, щоб притискати графітовий порошок уIt is necessary to spend only 0.372-0.744 kWh of electricity for 1 kg of graphite. The main disadvantages of the existing methods of electrochemical synthesis of IH and devices for its implementation are the low productivity of the process and energy consumption, which significantly exceed the theoretically calculated ones (more than 200 Ahod/kg). Therefore, an urgent problem in the technology of obtaining IH is the search for effective, economically profitable electrochemical methods of graphite intercalation. y There is a known method of obtaining layered compounds of graphite (intercalated graphite), which is described in the author's certificate of the USSR Mo 1541981, MPK? СО18 31/04, 09.11.87. According to this method, a suspension of graphite powder in an electrolyte is prepared, and the electrolytic treatment is carried out in the field of denaturing forces with a value of the Froude criterion from 5 to 1500 (anode rotation speed from 212 to 3790 rpm). Electrolytic treatment of graphite is carried out under a voltage of 4 V for 40-80 min., energy consumption from 300 to 600 A h/kg graphite. The disadvantages of this method -1 are high energy costs, as well as the need to use centrifuge equipment made of acid-resistant materials. o An electrochemical method of obtaining intercalated graphite was chosen as a prototype (US patent Mo4350576, syu 50 IPC C2581/00, 1982), which coincides in the greatest number of common essential features with the invention to be claimed. According to this method, intercalated graphite is obtained in an electrolytic cell having a cathode, an anode and a anode at the bottom of the chamber adapted to place graphite powder there, which undergoes electrolysis in the anode chamber in an aqueous electrolyte solution containing a substance capable of intercalating graphite, intercalation is carried out at a current density of less than 500 mA/cm?, and when pressure is applied to the graphite powder 22 placed in the anode chamber, at least in one direction so as to press the graphite powder in

ГФ) напрямку до поверхні анода. За цим патентом до графіту прикладають тиск від 10 г/см? до 5 кг/см7, переважним 7 оптимальним тиском є 30-100 г/см". Речовиною, здатною до інтеркалювання графіту, є сірчана кислота або азотна кислота. Спосіб включає рециркуляцію розчину, який містить, принаймні, частину використаного водного розчину електроліту і промивного розчину, отриманого після промивання водою інтеркальованого графіту, бо отриманого електролізом. Концентрація речовини, здатної до інтеркалювання графіту в повторному циклі процесу, регулюється для повторного використання, як водний розчин електроліту, додаванням названої речовини.HF) towards the surface of the anode. According to this patent, a pressure of 10 g/cm is applied to graphite? up to 5 kg/cm7, the preferred 7 optimal pressure is 30-100 g/cm". The substance capable of intercalating graphite is sulfuric acid or nitric acid. The method includes recirculation of the solution, which contains at least part of the used aqueous electrolyte solution and washing of the solution obtained after washing the intercalated graphite with water, because obtained by electrolysis. The concentration of a substance capable of intercalating graphite in a repeated cycle of the process is regulated for reuse, as an aqueous electrolyte solution, by adding the named substance.

Спільними ознаками з винаходом, що заявляється, є: електрохімічна обробка графіту у водному розчині сірчаної кислоти в електролітичній комірці з анодом і катодом для розміщення графітового порошку, який 65 притискають до анода і піддають електролізові при густині струму меншій, ніж 500 мА/см.Common features with the claimed invention are: electrochemical treatment of graphite in an aqueous solution of sulfuric acid in an electrolytic cell with an anode and a cathode for placing graphite powder, which is pressed against the anode and subjected to electrolysis at a current density of less than 500 mA/cm.

Недоліками способу-прототипу є високі енергозатрати, що становлять за розрахунками авторів 220 А год/кг.Disadvantages of the prototype method are high energy consumption, which according to the authors' calculations is 220 A h/kg.

В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу у способі одержання сполук інтеркалювання графіту шляхом зміни параметрів та введення додаткових операцій забезпечити зменшення енергозатрат при Збереженні високих споживчих властивостей одержаного продукту.The basis of the claimed invention is the task of obtaining graphite intercalation compounds by changing the parameters and introducing additional operations to ensure a reduction in energy consumption while preserving the high consumer properties of the obtained product.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання сполук інтеркалювання графіту, який включає електрохімічну обробку графіту у водному розчині сірчаної кислоти в електролітичній комірці з анодом і катодом для розміщення графітового порошку, який притискають до анода і піддають електролізові при густині струму меншій, ніж 500 мА/см?, згідно з винаходом, графіт попередньо змішують з розчином сірчаної кислоти у 70. співвідношенні 0,5-1,0 см? електроліту на 1г графіту, між графітом і катодом розміщують розділювальну пористу мембрану з хімічно стійкого матеріалу, електрохімічну обробку горизонтального або вертикального шару графіту ведуть у гальваностатичному режимі з густиною струму 1-50 мА/см? при відношенні площі анодного підведення струму до маси графіту 0,5-3 см/г.The problem is solved by the fact that in the method of obtaining graphite intercalation compounds, which includes the electrochemical treatment of graphite in an aqueous solution of sulfuric acid in an electrolytic cell with an anode and a cathode for placing graphite powder, which is pressed against the anode and subjected to electrolysis at a current density of less than 500 mA /cm?, according to the invention, graphite is pre-mixed with a solution of sulfuric acid in a 70. ratio of 0.5-1.0 cm? of electrolyte per 1 g of graphite, a separating porous membrane of chemically resistant material is placed between the graphite and the cathode, the electrochemical treatment of the horizontal or vertical layer of graphite is carried out in galvanostatic mode with a current density of 1-50 mA/cm? when the ratio of the area of the anode current supply to the mass of graphite is 0.5-3 cm/g.

Перша додаткова відмінність полягає в тому, що в якості розділювальної пористої мембрани беруть хімічно 19 стійку тканину.The first additional difference is that a chemically resistant fabric is used as a porous separating membrane.

Друга додаткова відмінність полягає в тому, що беруть розчин сірчаної кислоти з масовою часткою 30-9496.The second additional difference is that they take a solution of sulfuric acid with a mass fraction of 30-9496.

Третя додаткова відмінність полягає в тому, що під час електрохімічної обробки горизонгального шару графіту його притискають до анода, прикладаючи тиск 0,5-3,5 кПа.The third additional difference is that during the electrochemical treatment of the horizontal layer of graphite, it is pressed against the anode, applying a pressure of 0.5-3.5 kPa.

Четверта додаткова відмінність полягає в тому, що електрохімічну обробку горизонтального шару графіту ведуть при розміщенні пористої мембрани і катода над шаром графіту.The fourth additional difference is that the electrochemical treatment of the horizontal graphite layer is carried out by placing a porous membrane and cathode above the graphite layer.

П'ята додаткова відмінність полягає в тому, що електрохімічну обробку горизонтального шару графіту ведуть при розміщенні пористої мембрани і катода під шаром графіту.The fifth additional difference is that the electrochemical treatment of a horizontal layer of graphite is carried out by placing a porous membrane and a cathode under the graphite layer.

Шоста додаткова відмінність полягає в тому, що електрохімічну обробку графіту ведуть безперервно, протискуючи суміш графіту з електролітом у проміжок між анодом і пористою мембраною. с 29 Технічним результатом винаходу, що заявляється, є зменшення в енергетичних витрат у разівпри (У збереженні високих споживчих властивостей терморозширеного графіту.The sixth additional difference is that the electrochemical treatment of graphite is carried out continuously by squeezing a mixture of graphite and electrolyte into the gap between the anode and the porous membrane. p. 29. The technical result of the claimed invention is a reduction in energy costs by a factor of 1 (while preserving the high consumer properties of thermally expanded graphite.

Для здійснення способу, що заявляється, брали: графіт марки ГСМ-2, ГОСТ 17022-81; сірчану кислоту за ГОСТ 4204. оFor the implementation of the claimed method, the following were taken: GSM-2 grade graphite, GOST 17022-81; sulfuric acid according to GOST 4204. o

Спосіб, що заявляється, здійснювали таким чином: Порошок графіту попередньо змішують з електролітом у со розрахунку 0,5-1,0 см? електроліту на ї1г графіту. Як електроліт беруть сірчану кислоту з концентрацією 30-9495. На поверхні анода електрохімічного реактора рівномірно розподіляють суміш графітового порошку з й електролітом у такій кількості, щоб співвідношення площі анода до маси графіту становило 0,5-3 см"/г. На шар ї- суміші графітового порошку з електролітом кладуть пористу мембрану з хімічно стійкої поліпропіленової їч- тканини, яка є гарним сепаратором з низьким опором рухові іонів і має достатню товщину. Експериментальні дослідження авторів показали, що хімічно стійку поліпропіленову тканину можна використовувати для відділення тонкого шару графіту безпосередньо від поверхні катода. У такому випадку відпадає необхідність використання значного об'єму електроліту, достатньою є та кількість розчину сірчаної кислоти, що була змішана з порошком « рафіту у розрахунку 0,5-1,0 см? електроліту на 1г графіту. На шар поліпропіленової тканини накладають катод з с з вантажем, який забезпечує тиск від 0,5 до 3,5 кПа. Потім через графіт пропускають постійний струм, густина ц струму 1-50 мА/смг. При цьому іонний обмін і перенесення зарядів між катодом і графітом відбувається "» безпосередньо в об'ємі поліпропіленової тканини. Вода з електроліту в процесі електролізу розкладається на кисень і водень, окислюючись на аноді і відновлюючись на катоді. Тому відбувається концентрування кислоти біля поверхні часток графіту, що прискорює процес інтеркалювання. Крім того, вільний кисень, що виділяється -І на аноді, в момент утворення має високу окислювальну здатність і також бере участь в окислюванні матриці графіту, сприяючи прискоренню процесу. і Здатність до термічного розширення одержаних за пропонованим способом сполук інтеркальованого графіту 1 визначають за коефіцієнтом термічного розширення (спучення) (К 5990, см3/). Для цього зразки сполуки с 50 інтеркалювання графіту промивають водою та висушують. У кварцову склянку, розміщену в розігрітій до температури 10002 шахтній печі, вносять зважений зразок сполуки інтеркальованого графіту масою т (г) і со витримують протягом бос до повного спучення. Склянку з одержаним терморозширеним графітом виймають з печі. Після охолодження терморозширений графіт переносять у мірний циліндр і визначають його об'єм У.The claimed method was carried out as follows: Graphite powder is pre-mixed with electrolyte in a volume of 0.5-1.0 cm? of electrolyte per 1 g of graphite. Sulfuric acid with a concentration of 30-9495 is taken as an electrolyte. On the surface of the anode of the electrochemical reactor, a mixture of graphite powder and electrolyte is evenly distributed in such an amount that the ratio of the anode area to the mass of graphite is 0.5-3 cm"/g. A porous membrane made of chemically resistant polypropylene mesh fabric, which is a good separator with low resistance to the movement of ions and has a sufficient thickness. Experimental studies by the authors have shown that chemically resistant polypropylene fabric can be used to separate a thin layer of graphite directly from the surface of the cathode. In this case, there is no need to use a significant volume of the electrolyte, the amount of sulfuric acid solution that was mixed with graphite powder at the rate of 0.5-1.0 cm? of electrolyte per 1 g of graphite is sufficient. .5 to 3.5 kPa. Then a direct current is passed through the graphite, with a current density of 1-50 mA/smg. At the same time ion exchange and transfer of charges between the cathode and graphite takes place "» directly in the volume of the polypropylene fabric. Water from the electrolyte in the process of electrolysis decomposes into oxygen and hydrogen, being oxidized at the anode and reduced at the cathode. Therefore, there is a concentration of acid near the surface of the graphite particles, which accelerates the intercalation process. In addition, the free oxygen released by -I at the anode at the moment of formation has a high oxidizing capacity and also participates in the oxidation of the graphite matrix, contributing to the acceleration of the process. and The ability to thermal expansion of the compounds of intercalated graphite 1 obtained by the proposed method is determined by the coefficient of thermal expansion (swelling) (K 5990, cm3/). To do this, samples of the compound with 50 intercalation of graphite are washed with water and dried. In a quartz glass placed in a mine furnace heated to a temperature of 10002, a weighed sample of the compound of intercalated graphite with a mass of t (g) is introduced and kept for 1 hour until it swells completely. The glass with the resulting thermally expanded graphite is removed from the furnace. After cooling, the thermally expanded graphite is transferred to a measuring cylinder and its volume U is determined.

Значення коефіцієнта термічного розширення (спучення) для кожного зразка розраховують як середнє арифметичне з трьох вимірювань за такою формулою: о Ко 990 -у/т,The value of the coefficient of thermal expansion (swelling) for each sample is calculated as the arithmetic mean of three measurements according to the following formula: o Ko 990 -u/t,

Далі винахід, що заявляється, підтверджується такими прикладами конкретної реалізації. о Приклад 1. Природний графіт масою 200 г змішали з 200 см? 3095 водного розчину сірчаної кислоти (співвідношення об'єму кислоти до маси графіту дорівнює 1 см 3/7), одержану суміш розподілили рівномірним бо шаром по поверхні свинцевого анода площею 100см? (співвідношення площі анода до маси графіту дорівнює 0,5 см2/г). Зверху поклали мембрану з поліпропіленової тканини, а на тканину свинцевий катод з вантажем 500г (тиск 0,5 кПа). Потім через графіт пропускали постійний струм протягом 1,5 години, густина струму 50 мА/см2,Further, the claimed invention is confirmed by the following examples of concrete implementation. o Example 1. Natural graphite weighing 200 g was mixed with 200 cm? 3095 of an aqueous solution of sulfuric acid (the ratio of the volume of acid to the mass of graphite is 1 cm 3/7), the resulting mixture was distributed in an even layer over the surface of a lead anode with an area of 100 cm? (the ratio of the anode area to the mass of graphite is 0.5 cm2/g). A membrane made of polypropylene fabric was placed on top, and a lead cathode with a load of 500 g (pressure 0.5 kPa) was placed on top of the fabric. Then a direct current was passed through the graphite for 1.5 hours, a current density of 50 mA/cm2,

Витрачена кількість електрики становила 37,5 Ач/кг. Після промиваная і висушування одержали інтеркальований 65 графіт з коефіцієнтом спучування 105 смУ/г.The consumed amount of electricity was 37.5 Ah/kg. After washing and drying, intercalated 65 graphite with a swelling coefficient of 105 cmU/g was obtained.

Приклади 2-7. Сполуки інтеркалювання графіту одержували так, як описано у прикладі 1, за винятком того,Examples 2-7. Graphite intercalation compounds were prepared as described in Example 1, except that

що змінювали параметри способу. У прикладах З та 6, де концентрація сірчаної кислоти становила 9495, брали анод і катод з нержавіючої сталі. У прикладах 2-7 таблиці наведено конкретні дані про параметри способу, а також про коефіцієнт спучення для одержаного продукту. об'єму кислоти |(частка площі анода до струму, (тиск, кПа пористої шару електрики, |Іспучення при до графіту, кислоти, У5 маси графіту, мА/см2 мембрани і графіту А год/кг 10002 С, см У/г смУ/г см 2уг катода з з 05015185 зверюу |юриют 50 і ов 8510001 вк 15 17311711 | вк вт 777-777 во 177 омев мо 130) знизу гориону/) 220 | 460that changed the parameters of the method. In examples 3 and 6, where the concentration of sulfuric acid was 9495, the anode and cathode were made of stainless steel. Examples 2-7 of the table give specific data on the parameters of the method, as well as on the coefficient of swelling for the resulting product. of the volume of acid |(part of the anode area to the current, (pressure, kPa of the porous layer of electricity, |Expansion at to graphite, acid, U5 mass of graphite, mA/cm2 of membrane and graphite A h/kg 10002 C, cm U/g cmU /g cm 2ug cathode with z 05015185 animal 460

Приклад 8 (за прототипом). Процес електролітичної обробки графіту провели так, як описано у прототипі.Example 8 (according to the prototype). The process of electrolytic processing of graphite was carried out as described in the prototype.

Для цього у циліндричну анодну камеру, що має зовнішній діаметр близько 10 см і оснащену двома розділювальними мембранами з пористого скла, поміщали 100 г графітового порошку. За допомогою проникної для рідини притискної пластини, з'єднаної із платиновою перфорованою круглою анодною пластиною, і однієї із двох вищезгаданих мембран до графітових часток прикладали тиск 30 г/см". Катодна камера була оснащена платиновою катодною пластиною. В електролітичну комірку наливали електроліт - 50956-ний водний розчин ЄМ сірчаної кислоти. Після цього протягом 7 годин пропускали струм з постійною густиною струму 40 мА/см 2. У Ге) процесі електролізу розчин сірчаної кислоти перемішували. Після такої електрохімічної обробки продукт ретельно промивали водою і сушили при температурі 95-50. Отриманий у такий спосіб бісульфат графіту мав насипну густину 0,35 г/см?. При нагріванні продукту при 10002 протягом 1 хв. одержали спучений графіт, с зо Коефіцієнт спучення якого становив 160 см З/г,For this, 100 g of graphite powder was placed in a cylindrical anode chamber with an outer diameter of about 10 cm and equipped with two separating membranes made of porous glass. With the help of a liquid-permeable pressure plate connected to a platinum perforated circular anode plate and one of the two aforementioned membranes, a pressure of 30 g/cm was applied to the graphite particles. The cathode chamber was equipped with a platinum cathode plate. The electrolyte was poured into the electrolytic cell - 50956 -th aqueous solution of EM sulfuric acid. After that, a current with a constant current density of 40 mA/cm 2 was passed for 7 hours. In the Ge) electrolysis process, the sulfuric acid solution was stirred. After this electrochemical treatment, the product was thoroughly washed with water and dried at a temperature of 95-50 . Graphite bisulfate obtained in this way had a bulk density of 0.35 g/cm 3. When the product was heated at 10002 for 1 minute, expanded graphite was obtained, with a swelling coefficient of 160 cm 3/g,

Приклад 9. Суміш 5095 водного розчину сірчаної кислоти і графіту в співвідношенні 1 смУ/г безперервно о продавлювали скрізь реакційну камеру у зазор між свинцевим анодом і пористою мембраною з пропіленової (З тканини. Відношення площі аноду до маси графіту становило З см/г. Густина струму становила 20 мА/см7. При м витратах кількості електрики 40 А год/кг після промивання та сушіння одержували інтеркальований графіт з коефіцієнтом спучення 250 смУ/г. ї-Example 9. A mixture of 5095 of an aqueous solution of sulfuric acid and graphite in a ratio of 1 cmU/g was continuously pushed throughout the reaction chamber into the gap between the lead anode and the porous membrane made of propylene (Z fabric. The ratio of the anode area to the mass of graphite was 3 cm/g. Density current was 20 mA/cm7. At m electricity consumption of 40 A h/kg, after washing and drying, intercalated graphite with a swelling coefficient of 250 cmU/g was obtained.

Наведені приклади підтверджують досягнення технічного результату: енергозатрати зменшились у порівнянні з прототипом у разів, при збереженні високих споживчих властивостей одержаного продукту.The given examples confirm the achievement of the technical result: energy consumption has decreased in comparison with the prototype by several times, while maintaining the high consumer properties of the obtained product.

Спосіб, що заявляється, порівняно простий у виконанні, не потребує спеціальних реагентів і може бути « реалізований з використанням стандартного обладнання. - сThe proposed method is relatively simple to perform, does not require special reagents and can be implemented using standard equipment. - with

Формула винахо з рму. ду 1. Спосіб одержання інтеркальованого графіту, що включає електрохімічну обробку графіту у водному розчині сірчаної кислоти в електролітичній комірці з анодом і катодом для розміщення графітового порошку, - який притискають до анода і піддають електролізу при густині струму, меншій ніж Х00мА/см7, який відрізняється -І тим, що графіт попередньо змішують з розчином сірчаної кислоти у співвідношенні 0,5-1,0смУ електроліту на 1г графіту, між графітом і катодом розміщують розділювальну пористу мембрану з хімічно стійкого матеріалу,The formula was invented from rum. du 1. The method of obtaining intercalated graphite, which includes the electrochemical treatment of graphite in an aqueous solution of sulfuric acid in an electrolytic cell with an anode and a cathode for placing graphite powder - which is pressed against the anode and subjected to electrolysis at a current density less than X00mA/cm7, which differs - And the fact that graphite is pre-mixed with a solution of sulfuric acid in the ratio of 0.5-1.0 cmU of electrolyte per 1 g of graphite, a separating porous membrane made of a chemically resistant material is placed between the graphite and the cathode,

Мн електрохімічну обробку горизонтального або вертикального шару графіту ведуть у гальваностатичному режимі з (95) 20 густиною струму 1-50мА/см? при відношенні площі анодного підведення струму до маси графіту 0,5-3 см/г. сю» 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як розділювальну пористу мембрану беруть хімічно стійку тканину. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що беруть розчин сірчаної кислоти з масовою часткою 30-94965. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під час електрохімічної обробки горизонтального шару графіту його притискають до анода, прикладаючи тиск 0,5-3,5кПа.Mn electrochemical treatment of a horizontal or vertical layer of graphite is carried out in galvanostatic mode with (95) 20 current density 1-50mA/cm? when the ratio of the area of the anode current supply to the mass of graphite is 0.5-3 cm/g. 2. The method according to item 1, which differs in that a chemically resistant fabric is used as a porous separating membrane. 3. The method according to item 1, which differs in that they take a solution of sulfuric acid with a mass fraction of 30-94965. 4. The method according to item 1, which differs in that during the electrochemical treatment of the horizontal layer of graphite, it is pressed against the anode, applying a pressure of 0.5-3.5 kPa.

ГФ) 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що електрохімічну обробку горизонтального шару графіту ведутьHF) 5. The method according to item 1, which differs in that the electrochemical treatment of the horizontal layer of graphite is carried out

ГФ при розміщенні пористої мембрани і катода над шаром графіту. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що електрохімічну обробку горизонтального шару графіту ведуть при розміщенні пористої мембрани і катода під шаром графіту. бо 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що електрохімічну обробку графіту ведуть безперервно, протискуючи суміш графіту з електролітом у проміжок між анодом і пористою мембраною.HF when the porous membrane and cathode are placed above the graphite layer. 6. The method according to item 1, which differs in that the electrochemical treatment of the horizontal layer of graphite is carried out when the porous membrane and the cathode are placed under the graphite layer. 7. The method according to item 1, which is characterized by the fact that the electrochemical treatment of graphite is carried out continuously by squeezing a mixture of graphite and electrolyte into the gap between the anode and the porous membrane.

Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2006, М 12, 15.12.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і 65 науки України.Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2006, M 12, 15.12.2006. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and 65 Science of Ukraine.