Metoda kemijske oksidacije tradicionalna je metoda za pripremu proširivog grafita. U ovoj metodi, prirodni ljuspitni grafit se pomiješa s odgovarajućim oksidantom i sredstvom za umetanje, kontrolira se na određenoj temperaturi, stalno se miješa, ispere, filtrira i suši kako bi se dobio proširivi grafit. Metoda kemijske oksidacije postala je relativno zrela metoda u industriji s prednostima jednostavne opreme, prikladnog rada i niske cijene.
Koraci kemijske oksidacije uključuju oksidaciju i interkalaciju. Oksidacija grafita osnovni je uvjet za nastanak proširivog grafita, jer hoće li se reakcija interkalacije odvijati glatko, ovisi o stupnju otvaranja između slojeva grafita. I prirodni grafit u prostoriji temperatura ima izvrsnu stabilnost i otpornost na kiseline i lužine pa ne reagira s kiselinama i lužinama, pa je dodatak oksidansa postao nužna ključna komponenta u kemijskoj oksidaciji.
Postoji mnogo vrsta oksidanata, općenito korišteni oksidanti su čvrsti oksidanti (poput kalijevog permanganata, kalijevog dikromata, kromovog trioksida, kalijevog klorida itd.), Mogu biti i neki oksidirajući tekući oksidanti (poput vodikovog peroksida, dušične kiseline itd.). ). Posljednjih je godina otkriveno da je kalijev permanganat glavni oksidans koji se koristi u pripremi proširivog grafita.
Pod djelovanjem oksidanta, grafit se oksidira, a makromolekule neutralne mreže u sloju grafita postaju ravne makromolekule s pozitivnim nabojem. Zbog odbojnog učinka istog pozitivnog naboja, povećava se udaljenost između slojeva grafita, što daje kanal i prostor za interkalator za nesmetan ulazak u sloj grafita. U procesu pripreme ekspandirajućeg grafita, sredstvo za umetanje je uglavnom kiselina. Posljednjih godina istraživači uglavnom koriste sumpornu kiselinu, dušičnu kiselinu, fosfornu kiselinu, perklornu kiselinu, mješovitu kiselinu i glacijalnu octenu kiselinu.
Elektrokemijska metoda je u konstantnoj struji, pri čemu vodena otopina umetka kao što su elektrolit, grafit i metalni materijali (materijal od nehrđajućeg čelika, platinska ploča, olovna ploča, ploča od titana itd.) Čine kompozitnu anodu, metalni materijali umetnuti u elektrolit kao katoda, tvoreći zatvorenu petlju; Ili grafit suspendiran u elektrolitu, u elektrolitu istodobno umetnut u negativnu i pozitivnu ploču, kroz dvije elektrode se napajaju metodom, anodnom oksidacijom. Površina grafita oksidira se do karbokacije. Istodobno, pod kombiniranim djelovanjem elektrostatičkog privlačenja i difuzije razlike u koncentraciji, kiseli ioni ili drugi polarni interkalantni ioni ugrađeni su između slojeva grafita kako bi nastali proširivi grafit.
U usporedbi s kemijskom oksidacijskom metodom, elektrokemijskom metodom za pripremu rastegljivog grafita u cijelom procesu bez uporabe oksidansa, količina tretmana je velika, zaostala količina korozivnih tvari je mala, elektrolit se nakon reakcije može reciklirati, smanjuje se količina kiseline, štede troškovi, smanjuje se zagađenje okoliša, oštećuju se oprema i produžuje vijek trajanja. Posljednjih godina elektrokemijska metoda postupno je postala preferirana metoda za pripremu proširivog grafita mnoga poduzeća s mnogim prednostima.
Metoda difuzije u plinskoj fazi je proizvodnja ekspandirajućeg grafita dodirom interkalatora s grafitom u plinovitom obliku i reakcijom interkalacije. Općenito, grafit i umetak su postavljeni na oba kraja staklenog reaktora otpornog na toplinu, a vakuum se pumpa i zatvorena, pa je poznata i kao dvokomorna metoda. Ova se metoda često koristi za sintezu halogenida -EG i alkalnih metala -EG u industriji.
Prednosti: struktura i redoslijed reaktora mogu se kontrolirati, a reaktanti i produkti mogu se lako odvojiti.
Nedostaci: reakcijski uređaj je složeniji, rad je teži, pa je izlaz ograničen, a reakcija se izvodi u uvjetima visoke temperature, vrijeme je duže, a uvjeti reakcije su vrlo visoki, okruženje za pripremu mora biti vakuum, pa su troškovi proizvodnje relativno visoki, nisu prikladni za velike proizvodne aplikacije.
Metoda miješane tekuće faze je izravno miješanje umetnutog materijala s grafitom, pod zaštitom pokretljivosti inertnog plina ili sustavom za brtvljenje za zagrijavanje radi pripreme ekspandiranog grafita. Obično se koristi za sintezu interlaminarnih spojeva alkalnih metala-grafita (GIC).
Prednosti: Reakcijski proces je jednostavan, brzina reakcije je velika, promjenom omjera grafitnih sirovina i umetaka može se postići određena struktura i sastav ekspandiranog grafita, prikladniji za masovnu proizvodnju.
Nedostaci: Formirani proizvod je nestabilan, teško se nositi sa slobodnom umetnutom tvari pričvršćenom na površinu GIC -a, a teško je osigurati postojanost međulamelarnih spojeva grafita pri velikom broju sinteza.
Metoda taljenja je miješanje grafita s materijalom za umetanje i toplinom za pripremu proširivog grafita. Na temelju činjenice da eutektičke komponente mogu sniziti točku taljenja sustava (ispod tališta svake komponente), to je metoda za pripremu trostruki ili višekomponentni GIC -i umetanjem dvije ili više tvari (koje moraju biti sposobne tvoriti sustav rastaljene soli) između slojeva grafita istodobno.Općenito se koristi u pripremi metalnih klorida - GIC -ova.
Prednosti: Proizvod sinteze ima dobru stabilnost, lako se pere, ima jednostavan reakcijski uređaj, nisku temperaturu reakcije, kratko vrijeme, pogodan za veliku proizvodnju.
Nedostaci: teško je kontrolirati strukturu narudžbe i sastav proizvoda u procesu reakcije, a teško je osigurati konzistentnost strukture narudžbe i sastava proizvoda u sintezi mase.
Metoda pod tlakom je miješanje grafitne matrice s zemnoalkalijskim metalom i rijetkim metalnim prahom i reagiranje kako bi se proizveo M-GICS u uvjetima pod tlakom.
Nedostaci: Reakcija umetanja može se provesti tek kad tlak pare metala pređe određeni prag; Međutim, temperatura je previsoka, lako uzrokuje stvaranje metala i grafita u karbidima, negativna reakcija, pa se reakcijska temperatura mora regulirati u određenom rasponu. Temperatura umetanja rijetkih zemljanih metala je vrlo visoka, pa se mora primijeniti pritisak na smanjiti temperaturu reakcije.Ova metoda je prikladna za pripremu metala-GICS s niskim talištem, ali uređaj je kompliciran i zahtjevi za rad su strogi pa se sada rijetko koristi.
Eksplozivna metoda općenito koristi grafit i ekspanzijsko sredstvo kao što su KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O piropiros ili smjese pripremljene, kada se zagrije, grafit će istovremeno oksidirati i interkalirati reakcijski spoj kambija, koji se zatim ekspandirana na "eksplozivan" način, čime se dobiva ekspandirani grafit. Kada se metalna sol koristi kao ekspanzijsko sredstvo, proizvod je složeniji, koji ne samo da ima ekspandirani grafit, već i metal.
