SK3322004A3 - Spôsob výroby exfoliovaného grafitu, zariadenie na jeho vykonávanie, exfoliovaný grafit a spôsoby jeho použitia - Google Patents

Abstract

Opísaný je spôsob výroby exfoliovaného grafitu z expandovateľného grafitu, ktorý vstupuje na vstupnú sekciu (8) plochy pece (1), po dopade na plochu sa zohrieva rýchlosťou aspoň 150 °C/s a mení svoju mernú hmotnosť na hodnotu 30 kg/m3 až 10 kg/'m3. Pec (1) má teplotu od 200 °C do 3300 °C a v nej sa expandovateľný grafit a exfoliovaný grafit posúva k výstupnej sekcii (7) a prechádza do docbladzovacej komory (4). Zariadenie na vykonávanie uvedeného spôsobu obsahuje hlavne pec (1), zásobník (3), dávkovač (2) a dochladzovaciu komoru (4), pričom pec (1) má rovinnú vyhrievanú plochu, ktorá je sklonená s nastaviteľným sklonom (X) v rozsahu 5 až 60 stupňov. Exfoliovaný grafit vyrobený podľa vynálezu má mimoriedne sorpčné schopnosti a je schopný adsorpovať 20- až 90-násobok vlastnej hmotnosti, k čomu prispievajú vzniknuté vakancie grafénových vrstiev (14) s rozmermi 0,245 nm až 500 nm. Exfoliovaný grafit sa môže použiť napríklad pri filtrácií a čistení vody a plynov, pri odstraňovaní ropných havárií.

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby exfoliovaného grafitu, zariadenia na výrobu exfoliovaného grafitu z expandovateľných grafitových interkalačných zlúčenín. Vynález ďalej popisuje exfoliovaný grafit s vysokými adsorpčnými vlastnosťami a spôsoby jeho použitia.

Doterajší stav techniky

Sú známe grafitové interkalačné zlúčeniny, v ktorých grafit je nosičom kladných nábojov a anióny sú interkalované medzi planámymi vrstvami kryštalickej mriežky grafitu. Grafitové interkalačné zlúčeniny sa vyrábajú viacerými spôsobmi, ktorých podstata spočíva v pôsobení rôznych oxidačných činidiel a hostiteľských látok, ktoré majú byť interkalované, na rozptýlené grafitové častice. Ako oxidačné činidlo sa obyčajne používa kyselina dusičná, peroxid vodíka, chlorečnan draselný, dusičnan amónny, dvojchroman draselný, manganistan draselný a podobné látky (U.S. Pat. No. 4,091,083, U.S. Pat. No. 3,404,061). Koncentrovaná kyselina sírová sa používa ako zložka zmesi s látkou, ktorá má byť interkalovaná, pričom reakcia prebieha pri 60degC až 130degC po dobu niekoľkých hodín, veľakrát v prítomnosti plynného chlóru (E. Stumpp., Physics, 1981,9-16).

Expandovateľné grafitové interkalačné zlúčeniny, skrátene nazývané aj expandovateľný grafit, pri zahriatí na teplotu vyše 150degC sprevádza významné zvýšenie objemu a to vzhľadom k prechodu obsiahnutých interkalovaných látok do plynného skupenstva. Priemyselne je exfoliovaný grafit vyrábaný zvyčajne tak, že expandovateľný grafit sa vháňa do plameňa horáku, čím dôjde k vytvoreniu „čierneho snehu“. Expanzný faktor je podľa podmienok 80 až 300 násobný, ako dôsledok expanzie grafénových vrstiev kolmých krovine (EP-B-0 08512). Táto vlastnosť sa využíva napríklad na utesňovanie káblov, utesnenie medzier na zamedzenie šírenia požiaru v budovách, na hasenie požiaru horiacich kovov hlavne sodíka, horčíka, hliníka, uránu a titánu alebo na ochranu roztaveného kovu v peci pred prístupom vzduchu. Známe je tiež použitie na výrobu tesnení a elektród v elektrotechnickom priemysle.

Známy je spôsob priemyselnej výroby uhlíkovej zmesy vysokej reakčnej schopnosti metódou chladnej deštrukcie a zariadenie na jeho výrobu (patent RU2163883). Nevýhodou tohto aparátu je potreba fotochemickej, elektrochemickej, mechanickej, termochemickej, sonochemickej alebo chemickej inicializácie na začatie explozívnej dekompozície, pričom výsledný stupeň konverzie je nedostatočný, čo sa prejavuje aj tým, že produkt po zahriatí ďalej reaguje, menia sa jeho vlastnosti a má pre praktické použitie nevýhodnú formu vlákenného prachu alebo popola.

Známy je tiež spôsob výroby zmesy vysokej reakčnej schopnosti odporovým ohrevom (patent RU2128624) vyžadujúci použitie špeciálnych materiálov reaktora, ktorý má mimoriadnu náročnosť na spotrebu elektrickej energie.

Podstata vvnálezu

Uvedené nedostatky v podstatnej miere rieši spôsob podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva vtom, že expandovateľný grafit sa dávkuje na rovinnú plochu, ktorá je zo spodnej časti ohrievaná na teplotu 200 degC až 3300 degC, pričom dochádza k prudkému ohrevu expandovateľného grafitu s teplotnou zmenou aspoň 150degC/s, čo spôsobuje jeho následnú významnú objemovú expanziu a zníženie sypnej hmotnosti z pôvodných 2200 kg/m3 na hodnotu v rozsahu 30 kg/m3 až 10 kg/m3. Po prechode ohrevnou časťou sa produkt schladí v ochladzovacej komore.

Vo výhodnom usporiadaní sa na expandovateľný grafit aspoň počas časti expanznej reakcie priamo v peci pôsobí katalyzátorom z kovov ôsmej skupiny, predovšetkým zlúčeninami železa, pričom vznikajú zhluky trúbkovitých nanotelies, hlavne zhluky nanotrubiek.

Pohyb expandovateľného grafitu po ploche pece je možné zabezpečiť mechanicky, napr. prostredníctvom rotujúcich lopatiek. Je však výhodné, ak sa expandovateľný grafit spolu so vznikajúcim exfoliovaným grafitom posúvajú po ploche pece gravitačným samospádom od vyvýšenej vstupnej sekcie k výstupnej sekcii sklonenej pece. Vzniknutý exfoliovaný grafit postupne klesá po naklonenej rovine so sklonom 5 až 60 stupňov.

Zmenou sklonu plochy pece sa reguluje zádržná doba v zóne reakcie a riadi sa ňou stupeň konverzie suroviny na exfoliovaný grafit. Z hľadiska dosiahnutých vlastností výsledného exfoliovaného grafitu a pre nízky podiel nezreagovaného expandovateľného grafitu je výhodné, ak teplota ohrevnej plochy pece je 1050 degC až 1250 degC a sklon plochy pece je 25 až 30 stupňov.

Vo výhodnom usporiadaní sa môže expanzná reakcia uskutočňovať za prítomnosti hélia a/alebo argónu.

Po schladení exfoliovaného grafitu v dochladzovacej komore sa exfoliovaný grafit spolu s plynnými produktmi expanznej reakcie dopraví do separátora, kde sa exfoliovaný grafit oddelí od plynných produktov. Zo separátora sa odoberá exfoliovaný grafit a plynné produkty sa ďalej čistia v práčke a/alebo odvádzajú do atmosféry.

Pre dosiahnutie výhodných štruktúr grafénových vrstiev sa môže exfoliovaný grafit v dochladzovacej komore po výstupe z výstupnej sekcie pece schladzovať tekutým plynom na teplotu nižšiu ako - 20 degC.

Zariadenie na výrobu exfoliovaného grafitu podľa tohto vynálezu obsahuje predovšetkým pec, regulačný prvok teploty, zásobník, dávkovač a dochladzovaciu komoru. Pec je sklonená s nastaviteľným sklonom v rozsahu 5 až 60 stupňov, v jej hornej časti je umiestnený zásobník s dávkovačom a v spodnej časti je na výstupe z pece umiestnená dochladzovacia komora. Dávkovač plynotesné oddeľuje priestor pece od zásobníka, aby sa v sklonenej peci nevytváralo prúdenie plynov s komínovým efektom, ktoré by zohrievalo expandovateľný grafit už v zásobníku, čím by sa znížil teplotný gradient, ktorému ju expandovateľný grafit vystavený po dopade na vstupnú sekciu pece. Zohriatím expandovateľného grafitu už v zásobníku by došlo k neúplnej a preto aj nežiadúcej expanznej reakcii.

Pre zvýšenie teplotného gradientu je výhodné, ak je dávkovač a/alebo zásobník opatrený chladičom.

Vo výhodnom usporiadaní je zariadenie na výrobu exfoliovaného grafitu podľa tohto vynálezu opatrené separátorom a plynovou práčkou, kde separátor je pripojený k dochladzovacej komore. Dochladzovacia komora má v tomto usporiadaní nasávací otvor pre vstup vzduchu z okolia, čím sa dochladzovacia komora chladí a vytvára sa možnosť nasávania exfoliovaného grafitu do separátora. Exfoliovaný grafit sa nasáva z dochladzovacej komory do separátora prostredníctvom bežného dúchadla alebo vývevy. Po oddelení exfoliovaného grafitu od plynných produktov expanznej reakcie sa plynné produkty čistia a neutralizujú v práčke a vypúšťajú sa do atmosféry.

Pre použitie zariadenia podľa tohto vynálezu v blízkosti miesta aplikácie exfoliovaného grafitu je výhodné, ak je zariadenie umiestnené v mobilnom kontajneri. Vstupný materiál v podobe expandovateľného grafitu má podstatne vyššiu mernú hmotnosť a je teda vhodnejší na transport. Mobilný kontajner so zariadením podľa tohto vynálezu s autonómnym napájaním pomocou motorgenerátora umožňuje vyrábať exfoliovaný grafit na odstraňovanie následkov havárií dopravných prostriedkov alebo na odstraňovanie uhľovodíkových a ropných škvŕn v okolí ťažby alebo v iných požadovaných miestach potreby.

Exfoliovaný grafit vyrobený podľa tohto vynálezu má mimoriadne adsorpčné vlastnosti, na čom sa v podstatnej miere podieľajú vakancie grafénových vrstiev s rozmermi 0,245 nm až 500 nm a narušenia väzieb medzi jednotlivými paralelnými grafénovými vrstvami tak, že vzdialenosť grafénových vrstiev v miestach s narušenými väzbami je väčšia ako 0,335 nm.

Je výhodné, ak exfoliovaný grafit obsahuje zhluky trúbkovitých nanotelies, u ktorých je pomer dĺžky a priemeru aspoň 5:1 a priemer trúbkovitých nanotelies je najviac 500 nm. Trúbkovité nanotelesá sú spojené s nosným materiálom exfoliovaného grafitu.

Exfoliovaný grafit vyrobený spôsobom podľa tohto vynálezu sa vyznačuje tým, že má nízku sypnú hmotnosť a nízku tepelnú vodivosť. Nevzplanie a nevznieti sa do teploty minimálne 650degC. Má formu vločiek aextrudátov priemeru 0,1 mm až

0,7mm tmavošedej až čiernej farby s obsahom uhlíka 90 až 99.6% (mimo prípadného zostatkového kyslíka), je hydrofóbny, neobsahuje vodu a ani sa s ňou nemieša. Exfoliovaný grafit predstavuje zvláštnu, fyzikálne upravenú formu grafitu a ako taký je ekologicky čistý a zdravotne neškodný. Grafit je charakterizovaný silnými kovalentnými väzbami v paralelných grafenových vrstvách, tvorených šesťuholníkmi uhlíkových atómov vzdialených od seba 0,142nm. Každá táto rovina vytvára obrovskú stabilnú makromolekulu, pričom väzba medzi jednotlivými vrstvami vzdialenými od seba 0,335nm je podstatne slabšia a je typu Van der Waalsových síl. Vkovalentne viazanej rovine je každý atóm uhlíka viazaný z ďalšími troma atómami ležiacimi v tejto rovine, zatiaľ čo väzba so štvrtým atómom uhlíka ležiacim v paralelnej rovine je omnoho slabšia. A práve táto väzba je cieľom ataku pri tvorbe interkalovaných zlúčenín a miestom expanzie pri spôsobe výroby exfoliovaného grafitu podľa tohto vynálezu.

Zo snímok vykonaných na Ultra-High Resolution Field Emission SEM mikroskope JEOL JSM-7400F pozorujeme, že významným prejavom v grafenových vrstvách sú náhodne rozmiestnené defekty - vakancie grafitickej štruktúry, rozmerovo 0,245 nm až 500nm, ktoré sme nazvali nanodiery. Tieto nanodiery popri prv objavených fulerénoch a nanotrubkách dopĺňajú kaleidoskop nanoštruktúr a významne sa podieľajú na mimoriadnych adsorpčných vlastnostiach exfoliovaného grafitu podľa tohto vynálezu. Veľkosť nanodier závisí od počtu chýbajúcich uhlíkových atómov v danej grafénovej makromolekule.

Exfoliovaný grafit vyrobený spôsobom podľa tohto vynálezu dosahuje nasledovné hodnoty adsorpcie jednotlivých látok v gramoch adsorbovanej látky na gram výrobku:

Kyselina dusičná	45 g/g
Nafta motorová	41 g/g
Benzín 95	30 g/g
Slnečnicový olej	69 g/g
Motorový olej	78 g/g

Pri meraniach podľa metódy ASTM F 726-81 sa zistili tieto hodnoty adsorpcie v gramoch adsorbovanej látky na gram výrobku:

H3PO4

Hydraulický olej HN 46 Ropa

Destilovaná voda g/g g/g g/g 0,3 g/g

Doteraz používané sorbenty na báze perlitu, rašeliny, polypropylénu a podobných látok dosahujú podstatne nižšiu úroveň adsorpcie v rozsahu 1 až 5 gramov na gram sorbentu. Z uvedeného vyplýva, že adsorpčné schopnosti exfoliovaného grafitu vyrobeného spôsobom podľa tohto vynálezu sú mimoriadne.

Exfoliovaný grafit ako sorbent podľa tohto vynálezu môže byť použitý predovšetkým na adsorpciu olejov, ropných látok, kyselín, alkoholov, cyklických, aromatických uhľovodíkov a iných toxických a chemických látok, ma odstraňovanie bojových plynov zo zamoreného prostredia, na odstraňovanie aniónov a katiónov vrátane ťažkých kovov a rádionukleidov, na náplne do filtrov a filtračných zariadení na čistenie pitnej vody, bazénov, odpadových priemyselných a dažďových vôd, na čistenie únikov a odpadov z čerpacích staníc, prístavov, priemyselných zariadení, skládok priemyselného a komunálneho odpadu a ako náplne do filtrov na čistenie vzduchu, čistenie dymových plynov a odstraňovanie škodlivých látok, ako moderátora neutrónov, zachytávanie a uskladnenie rádioaktívnych materiálov.

Exfoliovaný grafit podľa tohto vynálezu môže byť použitý ako tepelne-izolačný materiál, ako filter na zachytávanie výparov aodplynov z nádrží, predovšetkým z nádrží automobilov, ako filter na odstraňovanie pachov a pachutí z vína a alkoholických nápojov.

Exfoliovaný grafit sa uvedie do priameho kontaktu s olejmi a/alebo ropnými látkami a/alebo kyselinami a/alebo alkoholmi a/alebo cyklickými aromatickými uhľovodíkmi a/alebo toxickými látkami a po ich adsorbovaní exfoliovaným grafitom sa tieto látky rekuperujú tak, že sa na exfoliovaný grafit pôsobí tlakom a/alebo odstredivou silou a/alebo extrakciou.

Exfoliovaný grafit sa zhutní na mernú hmotnosť viac ako 30 kg/m3 a následne ním pretekajú vodné roztoky a/alebo odpadové vody a adsorbované anióny a/alebo katióny a/alebo ťažké kovy a/alebo rádionukleidy sa následne z exfoliovaného grafitu rekuperujú. K tomuto filtračnému účelu sa exfoliovaný grafit vloží do náplní prietokových filtrov pre čistenie pitnej vody a/alebo bazénov a/alebo odpadových priemyselných a/alebo dažďových vôd.

Exfoliovaný grafit sa uloží do podložia čerpacích staníc a/alebo prístavov a/alebo priemyselných zariadení a/alebo skládok priemyselného a komunálneho odpadu a zhutní sa tiažou zásypu. V prípade úniku škodlivých látok sa tieto zachytia v podloží na vrstve exfoliovaného grafitu.

Exfoliovaný grafit sa vloží do náplní filtrov pre čistenie vzduchu a/alebo na čistenie dymových plynov.

Exfoliovaný grafit sa použije ako moderátor neutrónov.

Exfoliovaný grafit sa použije na zachytávanie, solidifikáciu, koncentráciu a uskladnenie rádioaktívnych materiálov.

Exfoliovaný grafit sa použije pre zlepšenie štruktúry pôdy. Položí sa na pôdu a následne sa zasype vrstvou piesku, ktorá zamedzí odviatiu exfoliovaného grafitu s nízkou mernou hmotnosťou, alebo sa exfoliovaný grafit najskôr premieša s pieskom a položí sa na pôdu. Exfoliovaný grafit zabráni vysušovaniu pôdy, čo je dôležité pri zúrodňovaní piesočných oblasti.

Prehľad obrázkov na vvkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený pomocou obrázkov 1 až 6. Na obrázku 1 je znázornené zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu s nastaviteľným uhlom sklonu pece.

Na obrázku 2 je zariadenie podľa obrázku 1 doplnené separátorom a plynovou práčkou.

Na obrázku 3 je exfoliovaný grafit nasnímaný elektrónovým mikroskopom s viditeľnými nanodierami.

Na obrázku 4 je exfoliovaný grafit nasnímaný elektrónovým mikroskopom tak, že sú pozorovateľné grafénové vrstvy.

Na obrázku 5 a 6 je exfoliovaný grafit nasnímaný elektrónovým mikroskopom tak, že sú pozorovateľné zhluky trúbkovitých telies s nanorozmermi.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Na obrázku i je zariadenie na výrobu exfoliovaného grafitu obsahujúce pec i, zásobník 3, dávkovač 2 a dochladzovaciu komoru 4. Pec 1 je šachtová s obdĺžnikovým prierezom a má odnímateľné veko pre možnosť jej čistenia. Celá pec i je od vodorovnej polohy sklonená v uhle X = 27 stupňov, ktorý sa dá meniť v rozsahu 5 až 60 stupňov. Pec I je vyhrievaná elektrickou energiou a regulačným prvkom teploty 6 je počítačový systém so spätnou väzbou. V hornej časti pece I je umiestnený zásobník 3 s dávkovačom 2 a v spodnej časti je na výstupe zo šachtovej pece umiestnená dochladzovacia komora 4. Dávkovač 2 pozostáva z valcového telesa s pozdĺžnou rovnomernou drážkou, ktorou sa pri otáčaní valcového telesa dávkuje vstupný expandovateľný grafit, a z vonkajšieho telesa dávkovača. Mazanie medzi valcovým telesom a vonkajším telesom dávkovača 2 zabezpečuje samotný expandovateľný grafit. Dávkovanie je v podstate diskontinuálne a reguluje sa frekvenciou otáčania valcového telesa. Pozdĺžny rozmer valcového telesa dávkovača 2 je zhodný so šírkou plochy vstupnej sekcie 8 pece I. Dávkovač 2 plynotesné oddeľuje priestor šachtovej pece 1 od zásobníka 3 a je opatrený chladičom 5 v podobe kovových, vzduchom chladených rebier. Dochladzovacia komora 4 má valcový tvar a tvorí aj zberný priestor pre produkovaný exfoliovaný grafit.

Príklad 2

Na obrázku 2 je zariadenie na výrobu exfoliovaného grafitu podľa obrázku 1 doplnené separátorom 9 a plynovou práčkou 10, 11. Separátor 9 je bežný cyklónový separátor a je potrubím pripojený k dochladzovacej komore 4. Dochladzovacia komora 4 má nasávací otvor pre vstup vzduchu z okolia. V spodnej časti separátora 9 je priestor pre krátkodobé skladovanie vyprodukovaného exfoliovaného grafitu aseparátor je vybavený prvkami pre zachytenie a plnenie vriec vystupujúcim exfoliovaným grafitom

12. K vrchnej časti separátora 9 je pripojená lúhová plynová práčka 10 a následne vodná pračka 11, z ktorej cez výstup plynov 13 vystupujú prečistené plyny do atmosféry.

Príklad 3

Na obrázku 3 je exfoliovaný grafit nasnímaný elektrónovým mikroskopom s viacerými viditeľnými nanodierami 14. Na obrázku 4 je exfoliovaný grafit nasnímaný elektrónovým mikroskopom tak, že sú pozorovateľné zdeformované grafénové vrstvy 15,16 a zachytená molekula cudzej látky 17.

Príklad 4

Katalytickým pôsobením zlúčeniny železa počas expanznej reakcie pri spôsobe výroby podľa tohto vynálezu vznikli v exfoliovanom grafite zhluky trúbkovitých nanotelies

18. Na obrázku 5 a 6 sú tieto trúbkovité nanotelesá 18 pozorovateľné ako vychádzajú z nosného materiálu exfoliovaného grafitu.

Príklad 5

Pre odstránenie nežiadúcich kovov Mn, Cd, Cu, Cr, Zn, Pb a Ni z roztoku sa použil exfoliovaný grafit vložený do prietokového filtra, pričom sa sledovala schopnosť exfoliovaného grafitu adsorpovať uvedené kovy. Boli zistené nasledovné hodnoty v mg/kg:

Mangán	(Mn)	130 - 160 mg/kg
Zinok	(Zn)	230 - 250 mg/kg
Meď	(Cu)	260 - 290 mg/kg
Chróm	(Cr)	200 - 230 mg/kg
Kadmium	(Cd)	280 - 320 mg/kg

Olovo

Nikel (Pb) (Ni)

910-950 mg/kg 160-190 mg/kg

Príklad 6

Pre odstránenie oleja zvodnej hladiny sa na plávajúcu škvrnu položili podušky znetkanej textílie rozmerov lOcmxlOcm, do ktorých bol vložený exfoliovaný grafit. Olej do 30 sekúnd vsiakol do podušiek, z ktorých sa po ich stlačení späť rekuperoval.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto vynálezu je možné priemyselne vyrábať exfoliovaný grafit s vysokými adsorpčnými vlastnosťami.

Zároveň je možné vyrábať a zostavovať zariadenia na produkciu exfoliovaného grafitu podľa chráneného spôsobu a zariadenia aje možné priemyselne využívať exfoliovaný grafit na široké spektrum účelov.

Claims (23)

1. Spôsob výroby exfoliovaného grafitu z expandovateľného grafitu pôsobením tepla vyznačujúci sa tým, že expandovateľný grafit vstupuje na vstupnú sekciu (8) pece (1), ktorá má teplotu od 200 degC do 3300 degC, po dopade na vstupnú sekciu plochy (8) sa zohrieva rýchlosťou aspoň 150 degC/s pre zmenu mernej hmotnosti na hodnotu 30 kg/m3 až 10 kg/m3, posúva sa k výstupnej sekcii (7) pece (1) a prechádza do dochladzovacej komory (4).

2. Spôsob podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že na expandovateľný grafit sa pre vznik zhlukov trúbkovitých nanotelies (18) aspoň počas časti expanznej reakcie pôsobí katalyzátorom z kovov ôsmej skupiny, predovšetkým zlúčeninami železa.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2 vyznačujúci sa tým, že expandovateľný grafit sa po ploche pece (1) posúva gravitačným samospádom smerom od vyvýšenej vstupnej sekcie (8) k výstupnej sekcii (7) sklonenej pece (1).

4. Spôsob podľa nároku 3,vyznačujúci sa tým, že zádržná doba, počas ktorej na expandovateľný grafit pôsobí zvýšená teplota, sa pre riadenie stupňa konverzie exfoliovaného grafitu nastavuje zmenou sklonu (X) sklonenej plochy pece (1).

5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že teplota ohrevnej plochy pece (1) je 1050 degC až 1250 degC a sklon plochy pece (1) je 25 až 30 stupňov.

6. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 5, v y z n a č u j ú c i sa tým, že expanzná reakcia sa uskutočňuje za prítomnosti hélia a/alebo argónu.

7. Spôsob podľa niektorého z nárokov laz 6, vyznačujúci sa tým, že po schladení v dochladzovacej komore (4) sa exfoliovaný grafit spolu s plynnými produktmi expanznej reakcie dopraví do separátora (9), z ktorého sa odoberá exfoliovaný grafit a plynné produkty sa čistia v plynovej práčke (10, 11) a/alebo sa odvádzajú do atmosféry.

8. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že po výstupe z výstupnej sekcie (7) sa exfoliovaný grafit schladzuje tekutým plynom na teplotu nižšiu ako - 20 degC.

9. Zariadenie na výrobu exfoliovaného grafitu obsahujúce pec (1), regulačný prvok teploty (6), zásobník (3), dávkovač (2) a dochladzovaciu komoru (4) vyznačujúce sa tým, že pec (1) má rovinnú vyhrievanú plochu, ktorá je sklonená s nastaviteľným sklonom (X) v rozsahu 5 až 60 stupňov, v homej časti pece (1) je umiestnený zásobník (3) s dávkovacom (2), ktorý plynotesné oddeľuje priestor pece (1) od zásobníka (3) a v spodnej časti pece (1) je k výstupu z pece (1) pripojená dochladzovacia komora (4).

10. Zariadenie na výrobu podľa nároku 9, v y z n a č u j ú c e sa tým, že pre zvýšenie teplotného gradientu je dávkovač (2) a / alebo zásobník (3) opatrený chladičom (5).

11. Zariadenie na výrobu podľa nároku 9 alebo 10, vyznačujúce sa tým, že k dochladzovacej komore (4) je pripojený separátor (9) s výstupom exfoliovaného grafitu (12) a plynová práčka (10, 11) s výstupom plynov (13) do atmosféry.

12. Zariadenie na výrobu podľa nároku 9 alebo 10, vyznačujúce sa tým, že pec (1), dávkovač (2), zásobník (3) a dochladzovacia komora (4) sú umiestnené v mobilnom kontajneri pre výrobu exfoliovaného grafitu v blízkosti jeho aplikácie.

13. Exfoliovaný grafit vyrobený z expandovateľného grafitu vyznačujúci sa tým, že pre zvýšenie sorpčných schopností majú grafénové vrstvy vakancie (14) s rozmermi 0,245 nm až 500 nm a väzby medzi jednotlivými paralelnými grafénovými vrstvami (15, 16) sú narušené tak, že vzdialenosť grafénových vrstiev (15,16) v miestach s narušenými väzbami je väčšia ako 0,335 nm.

14. Exfoliovaný grafit podľa nároku 13 vyznačujúci sa tým, že obsahuje zhluky trúbkovitých nanotelies (18), u ktorých je pomer dĺžky a priemeru aspoň 5:1, priemer je najviac 500 nm a trúbkovité nanotelesá sú spojené s nosným materiálom exfoliovaného grafitu.

15. Exfoliovaný grafit podľa nároku 13 alebo 14 vyznačuj úc i sa tým, ž e má formu vločiek a extrudátov s priemerom 0,1 mm až 0,7 mm.

16. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až8vyznačujúci sa tým, že sa exfoliovaný grafit uvedie do priameho kontaktu s olejmi a/alebo ropnými látkami a/alebo kyselinami a/alebo alkoholmi a/alebo cyklickými aromatickými uhľovodíkmi a/alebo toxickými látkami a po ich adsorpovaní exfoliovaným grafitom sa tieto cudzie látky (17) rekuperujú tak, že sa na exfoliovaný grafit pôsobí tlakom a/alebo odstredivou silou a/alebo extrakciou.

17. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až8vyznačujúci sa t ý m , že sa zhutní na mernú hmotnosť viac ako 30 kg/m3 a vodné roztoky a/alebo odpadové vody pretekajú cez zhutnený exfoliovaný grafit a následne sa adsorpované anióny a/alebo katióny a/alebo ťažké kovy a/alebo rádionukleidy z exfoliovaného grafitu rekuperujú.

18.Spôsob použitia exfoliovaného grafitu podľa nároku 17 vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa vloží do náplní prietokových filtrov pre čistenie pitnej vody a/alebo bazénov a/alebo odpadových priemyselných a/alebo dažďových vôd.

19. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až8vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa uloží do podložia čerpacích staníc a/alebo prístavov a/alebo priemyselných zariadení a/alebo skládok priemyselného a komunálneho odpadu a exfoliovaný grafit sa zhutní tiažou zásypu.

20. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa vloží do náplní filtrov pre čistenie vzduchu a/alebo na čistenie dymových plynov.

21. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa použije ako moderátor neutrónov.

22. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa použije na zachytávanie, solidifíkáciu, koncentráciu a uskladnenie rádioaktívnych materiálov.

23. Spôsob použitia exfoliovaného grafitu vyrobeného podľa niektorého z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že exfoliovaný grafit sa pre zlepšenie štruktúry pôdy položí na pôdu a následne sa zasype vrstvou piesku alebo sa s pieskom premieša a potom položí na pôdu.