Metoda kemijske oksidacije je tradicionalna metoda za pripravo ekspandiranega grafita. Pri tej metodi se naravni grafit v kosmičih zmeša z ustreznim oksidantom in vmesnim sredstvom, nadzira pri določeni temperaturi, nenehno meša in spere, filtrira in posuši, da se pridobi raztegljiv grafit. Metoda kemične oksidacije je postala relativno zrela metoda v industriji s prednostmi enostavne opreme, priročnim delovanjem in nizkimi stroški.
Postopki kemijske oksidacije vključujejo oksidacijo in interkalacijo. Oksidacija grafita je osnovni pogoj za nastanek ekspandiranega grafita, kajti, ali lahko interkalacijska reakcija poteka nemoteno, je odvisna od stopnje odpiranja med grafitnimi plastmi. temperatura ima odlično stabilnost ter odpornost na kisline in alkalije, zato ne reagira s kislinami in alkalijami, zato je dodatek oksidanta postal nujna ključna sestavina pri kemični oksidaciji.
Obstaja veliko vrst oksidantov, običajno uporabljeni oksidanti so trdni oksidanti (kot so kalijev permanganat, kalijev dikromat, kromov trioksid, kalijev klorat itd.), Lahko so tudi nekateri oksidirajoči tekoči oksidanti (kot so vodikov peroksid, dušikova kislina itd.). ). V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da je kalijev permanganat glavni oksidant, ki se uporablja pri pripravi ekspandiranega grafita.
Pod delovanjem oksidanta se grafit oksidira in nevtralne mrežne makromolekule v sloju grafita postanejo ravninske makromolekule s pozitivnim nabojem. Zaradi odbojnega učinka istega pozitivnega naboja se razdalja med sloji grafita poveča, kar zagotavlja kanal in prostor, da interkalator nemoteno vstopi v plast grafita. V postopku priprave ekspandiranega grafita je vmesno sredstvo predvsem kislina. V zadnjih letih raziskovalci večinoma uporabljajo žveplovo kislino, dušikovo kislino, fosforno kislino, perklorovodikovo kislino, mešano kislino in ledeniško ocetno kislino.
Elektrokemijska metoda je v konstantnem toku, pri čemer vodna raztopina vložka kot elektrolit, grafit in kovinski materiali (material iz nerjavečega jekla, platinasta plošča, svinčena plošča, titanova plošča itd.) Tvorijo sestavljeno 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 delujeta z energijo, anodna oksidacija. Površina grafita oksidira do karbokacije. Hkrati se med kombiniranim delovanjem elektrostatične privlačnosti in difuzije razlike v koncentracijah med sloji grafita vstavijo kislinski ioni ali drugi polarni interkalantni ioni, ki tvorijo razširljiv grafit.
V primerjavi s kemijsko oksidacijsko metodo, elektrokemijsko metodo za pripravo raztegljivega grafita v celotnem postopku brez uporabe oksidanta, količina obdelave je velika, preostala količina jedkih snovi je majhna, elektrolit se lahko po reakciji reciklira, zmanjša se količina kisline, prihranijo stroški, zmanjša se onesnaženost okolja, poškodujejo oprema in podaljša se življenjska doba.V zadnjih letih je elektrokemijska metoda postopoma postala najprimernejša metoda za pripravo ekspandiranega grafita z veliko podjetij s številnimi prednostmi.
Metoda difuzije v plinski fazi je izdelava ekspandiranega grafita z dotikom interkalatorja z grafitom v plinasti obliki in vmesno reakcijo. Na splošno sta grafit in vložek nameščena na obeh koncih toplotno odpornega steklenega reaktorja, vakuum pa se črpa in zapečatena, zato je znana tudi kot dvokomorna metoda.Ta metoda se pogosto uporablja za sintezo halogenidov -EG in alkalnih 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 izhod omejen, reakcijo pa je treba izvesti pri visokih temperaturah, čas je daljši, reakcijski pogoji pa zelo visoki, okolje za pripravo mora biti vakuum, zato so proizvodni stroški relativno visoki in niso primerni za obsežne proizvodne aplikacije.
Metoda mešane tekoče faze je, da vmešan material neposredno zmešamo z grafitom, pod zaščito mobilnosti inertnega plina ali tesnilnega sistema za ogrevalno reakcijo za pripravo ekspandiranega grafita. Običajno se uporablja za sintezo interlaminarnih spojin alkalijskih kovin-grafitov (GIC).
Prednosti: Reakcijski postopek je preprost, hitrost reakcije je hitra, s spreminjanjem razmerja grafitnih surovin in vložkov lahko dosežete določeno strukturo in sestavo ekspandiranega grafita, bolj primernega za množično proizvodnjo.
Slabosti: Nastali produkt je nestabilen, težko se je spoprijeti s prosto vstavljeno snovjo, pritrjeno na površino GIC, težko pa je zagotoviti skladnost medplastnih spojin grafita pri velikem številu sinteze.
Talilna metoda je mešanje grafita z vmesnim materialom in toploto za pripravo razširljivega grafita. Na podlagi dejstva, da lahko evtektične komponente znižajo tališče sistema (pod tališčem vsake komponente), je to metoda za pripravo trojne ali večkomponentne GIC z vstavljanjem dveh ali več snovi (ki morajo biti sposobne tvoriti sistem staljene soli) med grafitnimi plastmi hkrati. Na splošno se uporablja za pripravo kovinskih kloridov - GIC.
Prednosti: Sintezni izdelek ima dobro stabilnost, enostaven za pranje, preprosto reakcijsko napravo, nizko reakcijsko temperaturo, kratek čas, primeren za obsežno proizvodnjo.
Slabosti: težko je nadzorovati strukturo naročila in sestavo izdelka v reakcijskem procesu, težko pa je zagotoviti skladnost strukture naročila in sestave proizvoda pri masni sintezi.
Metoda pod tlakom je mešati grafitno matriko z alkalijsko kovinsko in redkozemeljsko kovino v prahu in reagirati, da bi nastala M-GICS v tlačnih pogojih.
Slabosti: reakcijo vstavljanja je mogoče izvesti šele, ko parni tlak kovine preseže določen prag; Vendar je temperatura previsoka, zaradi česar lahko kovina in grafit tvorita karbide, negativna reakcija, zato je treba temperaturo reakcije regulirati v določenem območju. Temperatura vstavljanja redkih zemeljskih kovin je zelo visoka, zato je treba pritisniti na zmanjšati reakcijsko temperaturo.Ta metoda je primerna za pripravo kovinskih GICS z nizko tališčem, vendar je naprava zapletena in zahteve glede delovanja so stroge, zato se zdaj le 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, grafit hkrati oksidira in vmeša reakcijsko spojino kambija, ki se nato ekspandirano na "eksploziven" način, s čimer dobimo ekspandiran grafit. Ko se kot ekspanzijsko sredstvo uporablja kovinska sol, je izdelek bolj kompleksen, ki nima le ekspandiranega grafita, ampak tudi kovine.
