Metoda kemične oksidacije je tradicionalna metoda za pripravo raztegljivega grafita. Pri tej metodi se naravni kosmičasti grafit zmeša z ustreznim oksidantom in interkalacijskim sredstvom, nadzoruje se pri določeni temperaturi, se nenehno meša ter opere, filtrira in posuši, da dobimo ekspandiran grafit. Metoda kemične oksidacije je postala razmeroma zrela metoda v industriji s prednostmi preproste opreme, priročnega delovanja in nizkih stroškov.
Koraki postopka kemične oksidacije vključujejo oksidacijo in interkalacijo. Oksidacija grafita je osnovni pogoj za nastanek raztegljivega grafita, saj je od stopnje odprtine med grafitnimi plastmi odvisno, ali lahko interkalacijska reakcija poteka gladko. In naravni grafit v sobi temperatura ima odlično stabilnost ter odpornost na kisline in alkalije, zato ne reagira s kislino in alkalijami, zato je dodajanje oksidanta postalo nujna ključna komponenta pri kemični oksidaciji.
Obstaja veliko vrst oksidantov, splošno uporabljeni oksidanti so trdni oksidanti (kot so kalijev permanganat, kalijev dikromat, kromov trioksid, kalijev klorat itd.), lahko tudi nekateri oksidacijski tekoči oksidanti (kot vodikov peroksid, dušikova kislina itd.). ). V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da je kalijev permanganat glavni oksidant, ki se uporablja pri pripravi raztegljivega grafita.
Pod delovanjem oksidanta se grafit oksidira in nevtralne mrežne makromolekule v grafitni plasti postanejo ravninske makromolekule s pozitivnim nabojem. Zaradi odbojnega učinka istega pozitivnega naboja se poveča razdalja med grafitnimi plastmi, kar zagotovi kanal in prostor za nemoten vstop interkalatorja v grafitno plast. V postopku priprave razširljivega grafita je interkalacijsko sredstvo predvsem kislina. V zadnjih letih raziskovalci uporabljajo predvsem žveplovo kislino, dušikovo kislino, fosforno kislino, perklorno kislino, mešano kislino in ledocetno kislino.
Elektrokemična metoda je v stalnem toku, z vodno raztopino vložka kot elektrolit, grafit in kovinski materiali (material iz nerjavnega jekla, platinasta plošča, svinčena plošča, titanova plošča itd.) Sestavljajo kompozitno anodo, kovinski materiali, vstavljeni v elektrolit kot katoda, ki tvori zaprto zanko; Ali grafit, suspendiran v elektrolitu, v elektrolitu, ki je hkrati vstavljen v negativno in pozitivno ploščo, skozi dve elektrodi se napajata metoda, anodna oksidacija. Površina grafita je oksidirana v karbokation. Hkrati se pod kombiniranim delovanjem elektrostatične privlačnosti in difuzije koncentracijske razlike med grafitne plasti vgradijo kisli ioni ali drugi polarni interkalantni ioni, ki tvorijo raztegljiv grafit.
V primerjavi z metodo kemične oksidacije je elektrokemijska metoda za pripravo raztegljivega grafita v celotnem procesu brez uporabe oksidanta količina obdelave velika, preostala količina jedkih snovi je majhna, elektrolit je mogoče reciklirati po reakciji, količina kisline se zmanjša, stroški se prihranijo, onesnaženje okolja je zmanjšano, poškodbe opreme so majhne in življenjska doba je podaljšana. V zadnjih letih je elektrokemična metoda postopoma postala prednostna metoda za pripravo raztegljivega grafita veliko podjetij s številnimi prednostmi.
Metoda difuzije v plinski fazi je proizvodnja razširljivega grafita s stikom interkalatorja z grafitom v plinasti obliki in interkalacijsko reakcijo. Na splošno sta grafit in vložek nameščena na obeh koncih toplotno odpornega steklenega reaktorja, vakuum pa se črpa in zaprta, zato je znana tudi kot dvokomorna metoda. Ta metoda se pogosto uporablja za sintezo halogenidov -EG in alkalijskih kovin -EG v industriji.
Prednosti: strukturo in vrstni red reaktorja je mogoče nadzorovati, reaktante in produkte pa je mogoče enostavno ločiti.
Slabosti: reakcijska naprava je bolj zapletena, delovanje je težje, zato je proizvodnja omejena in reakcija, ki jo je treba izvesti pri visokih temperaturah, čas je daljši in reakcijski pogoji so zelo visoki, okolje za pripravo mora biti vakuum, zato so proizvodni stroški razmeroma visoki in niso primerni za obsežne proizvodne aplikacije.
Metoda mešane tekoče faze je neposredno mešanje vstavljenega materiala z grafitom pod zaščito mobilnosti inertnega plina ali tesnilnega sistema za reakcijo segrevanja za pripravo razširljivega grafita. Običajno se uporablja za sintezo interlaminarnih spojin alkalijskih kovin in grafita (GIC).
Prednosti: Reakcijski postopek je preprost, reakcijska hitrost je hitra, s spreminjanjem razmerja grafitnih surovin in vložkov lahko dosežemo določeno strukturo in sestavo raztegljivega grafita, primernejšega za množično proizvodnjo.
Slabosti: Oblikovani izdelek je nestabilen, težko se je spopasti s prosto vstavljeno snovjo, pritrjeno na površino GIC, in težko je zagotoviti konsistenco grafitnih interlamelarnih spojin pri velikem številu sintez.
Metoda taljenja je mešanje grafita z interkaliranim materialom in segrevanje za pripravo raztegljivega grafita. Na podlagi dejstva, da lahko evtektične komponente znižajo tališče sistema (pod tališče vsake komponente), je to metoda za pripravo trikomponentne ali večkomponentne GIC z vstavitvijo dveh ali več snovi (ki morajo biti sposobne tvoriti sistem staljene soli) med grafitne plasti hkrati. Na splošno se uporabljajo pri pripravi kovinskih kloridov - GIC.
Prednosti: Produkt sinteze ima dobro stabilnost, enostaven za pranje, preprosto reakcijsko napravo, nizko reakcijsko temperaturo, kratek čas, primeren za obsežno proizvodnjo.
Slabosti: v reakcijskem procesu je težko nadzorovati strukturo reda in sestavo produkta, pri množični sintezi pa je težko zagotoviti konsistentnost strukture reda in sestave produkta.
Metoda pod tlakom je mešanje grafitne matrice z zemeljskoalkalnimi kovinami in prahom redkih zemeljskih kovin ter reakcija, da se proizvede M-GICS pod tlakom.
Slabosti: Le ko parni tlak kovine preseže določen prag, se lahko izvede reakcija vstavitve; Vendar je temperatura previsoka, zlahka povzroči, da kovina in grafit tvorita karbide, negativna reakcija, zato je treba reakcijsko temperaturo regulirati v določenem območju. Temperatura vstavljanja redkih zemeljskih kovin je zelo visoka, zato je treba pritisniti na znižajte temperaturo reakcije. Ta metoda je primerna za pripravo kovinskih GICS z nizkim tališčem, vendar je naprava zapletena in zahteve za delovanje so stroge, zato se zdaj redko uporablja.
Eksplozivna metoda na splošno uporablja grafit in ekspanzijsko sredstvo, kot so KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros ali mešanice, pripravljene, ko se segreje, bo grafit istočasno oksidiral in interkalacijsko reakcijo kambijeve spojine, ki je nato ekspandiran na "eksploziven" način, s čimer dobimo ekspandiran grafit. Ko se kot ekspanzijsko sredstvo uporablja kovinska sol, je izdelek bolj kompleksen, ki nima samo ekspandiranega grafita, ampak tudi kovino.
