Kaedah pengoksidaan kimia adalah kaedah tradisional untuk menyediakan grafit yang boleh dikembangkan. Dalam kaedah ini, grafit serpihan semula jadi dicampurkan dengan agen pengoksidaan dan interkalasi yang sesuai, dikawal pada suhu tertentu, sentiasa diaduk, dan dicuci, disaring dan dikeringkan untuk mendapatkan grafit yang dapat diperkembangkan. Kaedah pengoksidaan kimia telah menjadi kaedah yang agak matang dalam industri dengan kelebihan peralatan sederhana, operasi yang mudah dan kos rendah.
Langkah-langkah proses pengoksidaan kimia termasuk pengoksidaan dan interkalasi. Pengoksidaan grafit adalah syarat asas untuk pembentukan grafit yang dapat dikembangkan, kerana sama ada reaksi interkalasi dapat berjalan lancar bergantung pada tahap pembukaan antara lapisan grafit. Dan grafit semula jadi di bilik suhu mempunyai kestabilan yang sangat baik dan ketahanan terhadap asid dan alkali, jadi ia tidak bertindak balas dengan asid dan alkali, oleh itu, penambahan oksidan telah menjadi komponen penting dalam pengoksidaan kimia.
Terdapat banyak jenis oksidan, oksidan yang biasa digunakan adalah oksidan pepejal (seperti kalium permanganat, kalium dikromat, kromium trioksida, kalium klorat, dan lain-lain), juga boleh menjadi beberapa oksidan cair pengoksidaan (seperti hidrogen peroksida, asid nitrik, dll. ). Pada tahun-tahun kebelakangan ini, kalium permanganat adalah oksidan utama yang digunakan dalam penyediaan grafit yang boleh dikembangkan.
Di bawah tindakan pengoksidaan, grafit dioksidakan dan makromolekul rangkaian neutral dalam lapisan grafit menjadi makromolekul satah dengan muatan positif. Oleh kerana kesan tolakan dari cas positif yang sama, jarak antara lapisan grafit meningkat, yang menyediakan saluran dan ruang untuk interkalator untuk memasuki lapisan grafit dengan lancar. Dalam proses penyediaan grafit yang boleh diperkembangkan, agen interkalasi adalah asid. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidik menggunakan asid sulfurik, asid nitrik, asid fosforik, asid perklorik, asid campuran dan asid asetik glasial.
Kaedah elektrokimia dalam arus tetap, dengan larutan berair sisipan kerana elektrolit, grafit dan bahan logam (bahan keluli tahan karat, plat platinum, plat plumbum, plat titanium, dan lain-lain) merupakan anod komposit, bahan logam yang dimasukkan ke dalam elektrolit sebagai katod, membentuk gelung tertutup; Atau grafit yang digantung dalam elektrolit, dalam elektrolit pada masa yang sama dimasukkan ke dalam plat negatif dan positif, melalui kedua-dua elektrod adalah kaedah tenaga, pengoksidaan anodik. Permukaan grafit dioksidakan menjadi karbokasi. Pada masa yang sama, di bawah tindakan gabungan daya tarikan elektrostatik dan penyebaran perbezaan konsentrasi, ion asid atau ion interkalar polar lain tertanam di antara lapisan grafit untuk membentuk grafit yang boleh dikembangkan.
Berbanding dengan kaedah pengoksidaan kimia, kaedah elektrokimia untuk penyediaan grafit yang boleh diperluas dalam keseluruhan proses tanpa penggunaan oksidan, jumlah rawatannya besar, jumlah sisa bahan penghakis kecil, elektrolit dapat dikitar semula setelah tindak balas, jumlah asid dikurangkan, kos dijimatkan, pencemaran alam sekitar dikurangkan, kerosakan pada peralatan rendah, dan jangka hayat diperpanjang. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kaedah elektrokimia secara beransur-ansur menjadi kaedah pilihan untuk menyediakan grafit yang boleh dikembangkan dengan banyak perusahaan dengan banyak kelebihan.
Kaedah penyebaran fasa gas adalah untuk menghasilkan grafit yang boleh dikembangkan dengan menghubungi interkalator dengan grafit dalam bentuk gas dan tindak balas interkalasi. Secara amnya, grafit dan sisipan diletakkan di kedua hujung reaktor kaca tahan panas, dan vakum dipam dan dimeteraikan, jadi ia juga dikenali sebagai kaedah dua ruang. Kaedah ini sering digunakan untuk mensintesis halida -EG dan logam alkali -EG dalam industri.
Kelebihan: struktur dan susunan reaktor dapat dikawal, dan reaktan dan produk dapat dipisahkan dengan mudah.
Kekurangan: alat reaksi lebih kompleks, operasi lebih sukar, jadi keluarannya terbatas, dan reaksi yang akan dilakukan dalam keadaan suhu tinggi, waktunya lebih lama, dan keadaan reaksi sangat tinggi, persekitaran persiapan mesti hampa, jadi kos pengeluarannya agak tinggi, tidak sesuai untuk aplikasi pengeluaran berskala besar.
Kaedah fasa cecair campuran adalah dengan mencampurkan secara langsung bahan yang disisipkan dengan grafit, di bawah perlindungan mobiliti gas lengai atau sistem pengedap untuk tindak balas pemanasan untuk menyiapkan grafit yang boleh dikembangkan. Ia biasanya digunakan untuk sintesis sebatian interlaminar logam alkali-grafit (GIC).
Kelebihan: Proses tindak balas mudah, kelajuan reaksi cepat, dengan mengubah nisbah bahan mentah grafit dan sisipan dapat mencapai struktur dan komposisi grafit yang dapat dikembangkan, lebih sesuai untuk pengeluaran besar-besaran.
Kekurangan: Produk yang terbentuk tidak stabil, sukar untuk menangani bahan yang dimasukkan secara bebas yang melekat pada permukaan GIC, dan sukar untuk memastikan konsistensi sebatian interlamellar grafit apabila sebilangan besar sintesis.
Kaedah lebur adalah dengan mencampurkan grafit dengan bahan interkalasi dan haba untuk menyiapkan grafit yang boleh dikembangkan. Berdasarkan fakta bahawa komponen eutektik dapat menurunkan titik lebur sistem (di bawah titik lebur setiap komponen), ia adalah kaedah untuk penyediaan GIC ternary atau multicompent dengan memasukkan dua atau lebih bahan (yang mesti dapat membentuk sistem garam lebur) di antara lapisan grafit secara serentak. Umumnya digunakan dalam penyediaan klorida logam - GIC.
Kelebihan: Produk sintesis mempunyai kestabilan yang baik, mudah dicuci, alat reaksi sederhana, suhu reaksi rendah, masa yang singkat, sesuai untuk pengeluaran berskala besar.
Kekurangan: sukar untuk mengawal struktur pesanan dan komposisi produk dalam proses reaksi, dan sukar untuk memastikan konsistensi struktur pesanan dan komposisi produk dalam sintesis massa.
Kaedah bertekanan adalah mencampurkan matriks grafit dengan logam bumi alkali dan serbuk logam nadir bumi dan bertindak balas untuk menghasilkan M-GICS dalam keadaan bertekanan.
Kekurangan: Hanya apabila tekanan wap logam melebihi ambang tertentu, reaksi penyisipan dapat dilakukan; Walau bagaimanapun, suhu terlalu tinggi, mudah menyebabkan logam dan grafit membentuk karbida, reaksi negatif, jadi suhu reaksi mesti diatur dalam julat tertentu. Suhu penyisipan logam nadir bumi sangat tinggi, jadi tekanan harus diterapkan pada mengurangkan suhu tindak balas. Kaedah ini sesuai untuk penyediaan logam-GICS dengan takat lebur rendah, tetapi peranti ini rumit dan syarat operasi ketat, jadi jarang digunakan sekarang.
Kaedah meletup secara amnya menggunakan grafit dan agen pengembangan seperti KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O pyropyros atau campuran yang disediakan, apabila dipanaskan, grafit secara serentak akan pengoksidaan dan interkalasi tindak balas sebatian kambium, yang kemudian berkembang dengan cara "eksplosif", sehingga mendapat grafit yang diperluas. Apabila garam logam digunakan sebagai agen pengembangan, produk ini lebih kompleks, yang bukan hanya mempunyai grafit yang diperluas, tetapi juga logam.
