Metoda kemijske oksidacije tradicionalna je metoda za pripremu proširivog grafita. U ovoj metodi, prirodni ljuspitni grafit se miješa s odgovarajućim oksidantom i interkalirajućim sredstvom, kontrolira na određenoj temperaturi, stalno miješa i pere, 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 procesa 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 odličnu stabilnost i otpornost na kiseline i lužine, pa ne reagira s kiselinama i lužinama, pa je dodatak oksidansa postao neophodna ključna komponenta u kemijskoj oksidaciji.
Postoji mnogo vrsta oksidanata, općenito korišteni oksidanti su čvrsti oksidanti (poput kalijevog permanganata, kalijevog dikromata, krom -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 ekspandiranog grafita.
Pod djelovanjem oksidanta, grafit se oksidira, a makromolekule neutralne mreže u sloju grafita postaju ravne makromolekule s pozitivnim nabojem. Zbog odbojnog efekta 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, miješanu kiselinu i glacijalnu octenu kiselinu.
Elektrokemijska metoda je u konstantnoj struji, pri čemu vodena otopina umetka kao elektrolit, grafit i metalni materijali (materijal od nehrđajućeg čelika, platina, olovna ploča, ploča od titana itd.) Čine kompozitnu anodu, metalni materijali umetnuti u elektrolit kao katoda, stvarajući zatvorenu petlju; Ili grafit suspendiran u elektrolitu, u elektrolitu istovremeno umetnut u negativnu i pozitivnu ploču, kroz dvije elektrode se napajaju metodom, anodnom oksidacijom. Površina grafita oksidira se do karbokacije. U isto vrijeme, 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 metodom kemijske oksidacije, elektrokemijskom metodom za pripremu proširivog grafita u cijelom procesu bez upotrebe oksidansa, količina tretmana je velika, preostala 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 preduzeća sa 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 zapečaćena, pa je poznata i kao dvokomorna metoda. Ova metoda se često koristi za sintezu halogenida -EG i alkalnih metala -EG u industriji.
Prednosti: struktura i redoslijed reaktora mogu se kontrolirati, a reaktanti i proizvodi 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 jedinjenja alkalnih metala-grafita (GIC).
Prednosti: Proces reakcije je jednostavan, brzina reakcije je velika, promjenom omjera grafitnih sirovina i umetaka može se postići određena struktura i sastav ekspandiranog grafita, pogodniji za masovnu proizvodnju.
Nedostaci: Formirani proizvod je nestabilan, teško se nositi sa slobodnom umetnutom tvari pričvršćenom na površinu GIC -a, a teško je osigurati konzistentnost međulamelarnih spojeva grafita pri velikom broju sinteza.
Metoda taljenja je miješanje grafita sa interkalirajućim materijalom i toplinom za pripremu proširivog grafita. Na osnovu činjenice da eutektičke komponente mogu sniziti talište sistema (ispod tališta svake komponente), to je metoda za pripremu trostruke ili višekomponentne GIC -e umetanjem dvije ili više tvari (koje moraju biti u stanju stvoriti sistem rastopljene soli) između slojeva grafita istovremeno. 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 pritiskom miješa grafitnu matricu sa zemnoalkalnim metalom i rijetkim metalnim prahom i reagira tako da se dobije M-GICS u uvjetima pod tlakom.
Nedostaci: Reakcija umetanja može se provesti samo kada tlak pare metala pređe određeni prag; Međutim, temperatura je previsoka, lako uzrokuje stvaranje metala i grafita u karbidima, negativna reakcija, pa se temperatura reakcije mora regulirati u određenom rasponu. Temperatura umetanja metala rijetkih zemalja je vrlo visoka, pa se mora primijeniti pritisak na Ova metoda je pogodna za pripremu metal-GICS-a sa niskom talištem, ali uređaj je komplikovan 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 u reakcijskom spoju 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.
