Metoda kemijske oksidacije tradicionalna je metoda za pripremu ekspandirajuće grafita. U ovoj metodi, prirodni pahuljasti grafit miješa se s odgovarajućim oksidansom i interkalirajućim sredstvom, kontrolira se na određenoj temperaturi, stalno se miješa, te se pere, filtrira i suši kako bi se dobio ekspandirajući grafit. Metoda kemijske oksidacije postala je relativno zrela metoda u industriji s prednostima jednostavne opreme, praktičnog rada i niske cijene.
Procesni koraci kemijske oksidacije uključuju oksidaciju i interkalaciju. Oksidacija grafita je osnovni uvjet za stvaranje ekspandirajuće grafita, jer stupanj otvaranja između slojeva grafita ovisi o tome hoće li reakcija interkalacije teći glatko. Prirodni grafit na sobnoj temperaturi ima izvrsnu stabilnost i otpornost na kiseline i lužine, pa ne reagira s kiselinama i lužinama, stoga je dodavanje oksidansa postalo neophodna ključna komponenta u kemijskoj oksidaciji.
Postoji mnogo vrsta oksidansa, općenito korišteni oksidansi su čvrsti oksidansi (kao što su kalijev permanganat, kalijev dikromat, kromov trioksid, kalijev klorat itd.), a mogu se koristiti i neki tekući oksidansi (kao što su vodikov peroksid, dušična kiselina itd.). Posljednjih godina utvrđeno je da je kalijev permanganat glavni oksidans koji se koristi u pripremi ekspandirajućeg grafita.
Pod djelovanjem oksidansa, grafit se oksidira, a neutralne mrežne makromolekule u sloju grafita postaju planarne makromolekule s pozitivnim nabojem. Zbog odbojnog učinka istog pozitivnog naboja, udaljenost između slojeva grafita se povećava, što osigurava kanal i prostor za nesmetan ulazak interkalatora u sloj grafita. U procesu pripreme ekspandirajućeg grafita, interkalirajuće sredstvo je uglavnom kiselina. Posljednjih godina istraživači uglavnom koriste sumpornu kiselinu, dušičnu kiselinu, fosfornu kiselinu, perklornu kiselinu, miješanu kiselinu i ledenu octenu kiselinu.
Elektrokemijska metoda je u konstantnoj struji, s vodenom otopinom umetka kao elektrolitom, grafit i metalni materijali (nehrđajući čelik, platinasta ploča, olovna ploča, titanska ploča itd.) tvore kompozitnu anodu, metalni materijali umetnuti u elektrolit kao katoda, tvoreći zatvorenu petlju; ili grafit suspendiran u elektrolitu, u elektrolitu istovremeno umetnut u negativnu i pozitivnu ploču, kroz obje elektrode se napajaju metodom anodne oksidacije. Površina grafita oksidira u karbokation. Istovremeno, pod kombiniranim djelovanjem elektrostatičkog privlačenja i difuzije razlike koncentracija, kiselinski ioni ili drugi polarni interkalantni ioni ugrađuju se između slojeva grafita i tvore ekspandirajući grafit.
U usporedbi s metodom kemijske oksidacije, elektrokemijska metoda za pripremu ekspandirajuće grafit u cijelom procesu bez upotrebe oksidansa, količina obrade je velika, preostala količina korozivnih tvari je mala, elektrolit se može reciklirati nakon reakcije, smanjuje se količina kiseline, štede se troškovi, smanjuje se onečišćenje okoliša, oštećenja opreme su mala, a vijek trajanja se produžuje. Posljednjih godina, elektrokemijska metoda postupno je postala preferirana metoda za pripremu ekspandirajuće grafit od strane mnogih poduzeća s mnogim prednostima.
Metoda difuzije u plinskoj fazi je proizvodnja ekspandirajuće grafitne mase kontaktom interkalatora s grafitom u plinovitom obliku i interkalacijom. Općenito, grafit i umetak se postavljaju na oba kraja termootpornog staklenog reaktora, a vakuum se pumpa i zatvara, pa je poznata i kao metoda s dvije komore. Ova se metoda često koristi za sintezu halogenida -EG i alkalijskih metala -EG u industriji.
Prednosti: struktura i redoslijed reaktora mogu se kontrolirati, a reaktanti i produkti se mogu lako odvojiti.
Nedostaci: reakcijski uređaj je složeniji, rad je teži, pa je izlaz ograničen, a reakcija se mora provoditi pod uvjetima visoke temperature, vrijeme je dulje, a reakcijski uvjeti su vrlo visoki, uvjeti pripreme moraju biti vakuumski, pa su troškovi proizvodnje relativno visoki, nije prikladno za velike proizvodne primjene.
Metoda miješane tekuće faze je izravno miješanje umetnutog materijala s grafitom, pod zaštitom mobilnosti inertnog plina ili sustava brtvljenja za reakciju zagrijavanja kako bi se pripremio ekspandirajući grafit. Obično se koristi za sintezu interlaminarnih spojeva alkalijskih metala i grafita (GIC).
Prednosti: Reakcijski proces je jednostavan, brzina reakcije je velika, promjenom omjera grafitnih sirovina i umetaka može se postići određena struktura i sastav ekspandirajućeg grafita, pogodniji za masovnu proizvodnju.
Nedostaci: Dobiveni produkt je nestabilan, teško je obraditi slobodnu umetnutu tvar pričvršćenu na površinu GIC-a i teško je osigurati konzistentnost međulamelarnih spojeva grafita pri velikom broju sinteza.
Metoda taljenja je miješanje grafita s interkalirajućim materijalom i zagrijavanje kako bi se pripremio ekspandirajući grafit. Na temelju činjenice da eutektičke komponente mogu sniziti talište sustava (ispod tališta svake komponente), to je metoda za pripremu ternarnih ili višekomponentnih GIC-ova umetanjem dvije ili više tvari (koje moraju biti sposobne formirati sustav rastaljene soli) između slojeva grafita istovremeno. Općenito se koristi u pripremi metalnih klorida - GIC-ova.
Prednosti: Sintetski produkt ima dobru stabilnost, lako se pere, jednostavan reakcijski uređaj, nisku reakcijsku temperaturu, kratko vrijeme, pogodan za proizvodnju velikih razmjera.
Nedostaci: teško je kontrolirati strukturu reda i sastav produkta u reakcijskom procesu, a teško je osigurati konzistentnost strukture reda i sastava produkta u masovnoj sintezi.
Metoda pod tlakom je miješanje grafitne matrice s prahom zemnoalkalijskih metala i rijetkozemnih metala te reakcija za proizvodnju M-GICS-a pod tlakom.
Nedostaci: Reakcija umetanja može se provesti tek kada tlak pare metala prijeđe određeni prag; Međutim, temperatura je previsoka i lako uzrokuje stvaranje karbida između metala i grafita, što dovodi do negativne reakcije, pa se temperatura reakcije mora regulirati u određenom rasponu. Temperatura umetanja rijetkih zemnih metala je vrlo visoka, pa se mora primijeniti tlak kako bi se smanjila temperatura reakcije. Ova metoda je prikladna za pripremu metalnih GICS-a s niskom točkom taljenja, ali uređaj je kompliciran, a zahtjevi za rad 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 piropiro ili pripremljene smjese. Kada se zagrije, grafit istovremeno oksidira i interkalira u kambij, koji se zatim ekspandira na "eksplozivni" način, čime se dobiva ekspandirani grafit. Kada se kao ekspanzijsko sredstvo koristi metalna sol, proizvod je složeniji i ne sadrži samo ekspandirani grafit, već i metal.
