U metudu di l'ossidazione chimica hè un metudu tradiziunale per a preparazione di a grafite espansibile. In questu metudu, a grafite naturale in fiocchi hè mischiata cù un ossidante è un agente intercalante adattatu, cuntrullata à una certa temperatura, agitata constantemente, è lavata, filtrata è asciugata per ottene a grafite espansibile. U metudu di l'ossidazione chimica hè diventatu un metudu relativamente maturu in l'industria cù i vantaghji di un equipaggiamentu simplice, un funziunamentu convenientu è un costu bassu.
I passi di u prucessu di l'ossidazione chimica includenu l'ossidazione è l'intercalazione. L'ossidazione di a grafite hè a cundizione basica per a furmazione di grafite espansibile, perchè se a reazione d'intercalazione pò procedere senza intoppi dipende da u gradu d'apertura trà i strati di grafite. È a grafite naturale à temperatura ambiente hà una eccellente stabilità è resistenza à l'acidu è à l'alcali, dunque ùn reagisce micca cù l'acidu è l'alcali, dunque, l'aghjunta di ossidante hè diventata un cumpunente chjave necessariu in l'ossidazione chimica.
Ci sò parechji tipi d'ossidanti, generalmente l'ossidanti usati sò ossidanti solidi (cum'è u permanganatu di potassiu, u dicromatu di potassiu, u triossidu di cromu, u cloratu di potassiu, ecc.), ponu ancu esse alcuni ossidanti liquidi ossidanti (cum'è u perossidu d'idrogenu, l'acidu nitricu, ecc.). In l'ultimi anni hè statu trovu chì u permanganatu di potassiu hè u principale ossidante utilizatu in a preparazione di a grafite espansibile.
Sottu l'azione di l'ossidante, a grafite hè ossidata è e macromolecule di a rete neutra in u stratu di grafite diventanu macromolecule planari cù carica pusitiva. A causa di l'effettu repulsivu di a stessa carica pusitiva, a distanza trà i strati di grafite aumenta, ciò chì furnisce un canale è un spaziu per chì l'intercalatore entri in u stratu di grafite senza intoppi. In u prucessu di preparazione di a grafite espansibile, l'agente intercalante hè principalmente acidu. In l'ultimi anni, i circadori utilizanu principalmente l'acidu sulfuricu, l'acidu nitricu, l'acidu fosforicu, l'acidu percloricu, l'acidu mistu è l'acidu aceticu glaciale.
U metudu elettrochimicu hè in una corrente custante, cù a suluzione acquosa di l'insertu cum'è elettrolitu, a grafite è i materiali metallichi (materiale d'acciaiu inox, piastra di platinu, piastra di piombu, piastra di titaniu, ecc.) custituiscenu un anodu cumpostu, i materiali metallichi inseriti in l'elettrolitu cum'è catodu, furmendu un circuitu chjusu; O a grafite suspesa in l'elettrolitu, in l'elettrolitu à u listessu tempu inseritu in a piastra negativa è pusitiva, attraversu i dui elettrodi sò energizzati metudu, ossidazione anodica. A superficia di a grafite hè ossidata à carbocatione. À u listessu tempu, sottu l'azione cumminata di l'attrazione elettrostatica è a diffusione di differenza di cuncentrazione, l'ioni acidi o altri ioni intercalanti polari sò incrustati trà i strati di grafite per furmà grafite espansibile.
In paragone cù u metudu d'ossidazione chimica, u metudu elettrochimicu per a preparazione di grafite espansibile in tuttu u prucessu senza l'usu di ossidante, a quantità di trattamentu hè grande, a quantità residuale di sustanzi currusivi hè chjuca, l'elettrolitu pò esse riciclatu dopu a reazione, a quantità d'acidu hè ridutta, u costu hè risparmiatu, l'inquinamentu ambientale hè riduttu, u dannu à l'equipaggiu hè bassu è a vita di serviziu hè estesa. In l'ultimi anni, u metudu elettrochimicu hè diventatu gradualmente u metudu preferitu per a preparazione di grafite espansibile da parechje imprese cù parechji vantaghji.
U metudu di diffusione in fase gassosa hè di pruduce grafite espansibile cuntattendu l'intercalatore cù a grafite in forma gassosa è intercalando a reazione. In generale, a grafite è l'insertu sò posti à e duie estremità di u reattore di vetru resistente à u calore, è u vacuum hè pompatu è sigillatu, dunque hè ancu cunnisciutu cum'è u metudu à duie camere. Stu metudu hè spessu adupratu per sintetizà l'alogenuro -EG è u metallu alcalinu -EG in l'industria.
Vantaghji: a struttura è l'ordine di u reattore ponu esse cuntrullati, è i reagenti è i prudutti ponu esse facilmente separati.
Svantaghji: u dispusitivu di reazione hè più cumplessu, l'operazione hè più difficiule, dunque a pruduzzione hè limitata, è a reazione deve esse realizata in cundizioni di alta temperatura, u tempu hè più longu, è e cundizioni di reazione sò assai alte, l'ambiente di preparazione deve esse u vacuum, dunque u costu di pruduzzione hè relativamente altu, micca adattatu per applicazioni di pruduzzione à grande scala.
U metudu di a fase liquida mista hè di mischjà direttamente u materiale inseritu cù a grafite, sottu a prutezzione di a mobilità di u gasu inerte o di un sistema di sigillatura per a reazione di riscaldamentu per preparà a grafite espansibile. Hè cumunemente adupratu per a sintesi di cumposti interlaminari di metallu alcalinu-grafite (GIC).
Vantaghji: U prucessu di reazione hè simplice, a velocità di reazione hè rapida, cambiendu u rapportu di materie prime di grafite è inserti pò ghjunghje à una certa struttura è cumpusizione di grafite espansibile, più adatta per a pruduzzione di massa.
Svantaghji: U pruduttu furmatu hè instabile, hè difficiule di trattà cù a sustanza inserita libera attaccata à a superficia di i GIC, è hè difficiule d'assicurà a cunsistenza di i cumposti interlamellari di grafite quandu un gran numeru di sintesi.
U metudu di fusione hè di mischjà a grafite cù u materiale intercalante è u calore per preparà a grafite espansibile. Basatu annantu à u fattu chì i cumpunenti eutettici ponu abbassà u puntu di fusione di u sistema (sottu à u puntu di fusione di ogni cumpunente), hè un metudu per a preparazione di GIC ternarii o multicumpunenti inserendu duie o più sustanze (chì devenu esse capace di furmà un sistema di sali fusi) trà i strati di grafite simultaneamente. Generalmente adupratu in a preparazione di cloruri metallichi - GIC.
Vantaghji: U pruduttu di sintesi hà una bona stabilità, faciule da lavà, dispusitivu di reazione simplice, bassa temperatura di reazione, cortu tempu, adattatu per a pruduzzione à grande scala.
Svantaghji: hè difficiule di cuntrullà a struttura di l'ordine è a cumpusizione di u pruduttu in u prucessu di reazione, è hè difficiule d'assicurà a cuerenza di a struttura di l'ordine è a cumpusizione di u pruduttu in a sintesi di massa.
U metudu pressurizatu hè di mischjà a matrice di grafite cù metalli alcalino-terrosi è polvere di metalli di terre rare è reagisce per pruduce M-GICS in cundizioni pressurizate.
Svantaghji: Solu quandu a pressione di vapore di u metallu supera una certa soglia, a reazione d'inserzione pò esse realizata; Tuttavia, a temperatura hè troppu alta, hè faciule per u metallu è a grafite di furmà carburi, reazione negativa, dunque a temperatura di reazione deve esse regulata in un certu intervallu. A temperatura d'inserzione di i metalli di terre rare hè assai alta, dunque a pressione deve esse applicata per riduce a temperatura di reazione. Stu metudu hè adattatu per a preparazione di metalli-GICS cù un puntu di fusione bassu, ma u dispusitivu hè cumplicatu è i requisiti operativi sò stretti, dunque hè raramente adupratu avà.
U metudu esplusivu generalmente usa grafite è agenti di espansione cum'è KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros o miscele preparate, quandu hè riscaldata, a grafite reagirà simultaneamente à l'ossidazione è à l'intercalazione di u cumpostu di cambiu, chì hè poi espansu in modu "esplusivu", ottenendu cusì grafite espansa. Quandu u sale metallicu hè adupratu cum'è agente di espansione, u pruduttu hè più cumplessu, chì ùn hà micca solu grafite espansa, ma ancu metallu.
