Քիմիական օքսիդացման մեթոդը ընդարձակվող գրաֆիտ ստանալու ավանդական մեթոդ է: Այս մեթոդում բնական թեփուկավոր գրաֆիտը խառնվում է համապատասխան օքսիդացնողի և միջանկյալ նյութի հետ, պահվում է որոշակի ջերմաստիճանում, անընդհատ խառնվում, լվացվում, զտվում և չորացվում՝ ընդարձակվող գրաֆիտ ստանալու համար: Քիմիական օքսիդացման մեթոդը արդյունաբերության մեջ դարձել է համեմատաբար հասուն մեթոդ՝ պարզ սարքավորումների, հարմար շահագործման և ցածր գնի առավելություններով:
Քիմիական օքսիդացման գործընթացի քայլերը ներառում են օքսիդացում և ինտերկալացիա։ Գրաֆիտի օքսիդացումը ընդարձակվող գրաֆիտի առաջացման հիմնական պայմանն է, քանի որ ինտերկալացիայի ռեակցիայի սահուն ընթացքը կախված է գրաֆիտի շերտերի միջև բացման աստիճանից։ Իսկ բնական գրաֆիտը սենյակային ջերմաստիճանում ունի գերազանց կայունություն և թթվային ու ալկալային դիմադրություն, ուստի այն չի ռեակցիայի մեջ մտնում թթվի և ալկալիի հետ, հետևաբար, օքսիդանտի ավելացումը դարձել է քիմիական օքսիդացման անհրաժեշտ հիմնական բաղադրիչ։
Կան օքսիդանտների բազմաթիվ տեսակներ, որոնք սովորաբար օգտագործվում են պինդ օքսիդանտներ (օրինակ՝ կալիումի պերմանգանատ, կալիումի դիքրոմատ, քրոմի եռօքսիդ, կալիումի քլորատ և այլն), կարող են լինել նաև որոշ օքսիդացնող հեղուկ օքսիդանտներ (օրինակ՝ ջրածնի պերօքսիդ, ազոտական թթու և այլն): Վերջին տարիներին պարզվել է, որ կալիումի պերմանգանատը ընդարձակվող գրաֆիտի պատրաստման մեջ օգտագործվող հիմնական օքսիդանտն է:
Օքսիդացնողի ազդեցությամբ գրաֆիտը օքսիդանում է, և գրաֆիտային շերտում գտնվող չեզոք ցանցային մակրոմոլեկուլները վերածվում են դրական լիցքով հարթ մակրոմոլեկուլների: Նույն դրական լիցքի վանողական ազդեցության պատճառով գրաֆիտային շերտերի միջև հեռավորությունը մեծանում է, ինչը ինտերկալատորի համար ապահովում է ալիք և տարածք՝ գրաֆիտային շերտ սահուն մուտք գործելու համար: Ընդարձակվող գրաֆիտի պատրաստման գործընթացում ինտերկալացնող նյութը հիմնականում թթու է: Վերջին տարիներին հետազոտողները հիմնականում օգտագործում են ծծմբական թթու, ազոտական թթու, ֆոսֆորական թթու, քլորաթթու, խառը թթու և սառցադաշտային քացախաթթու:
Էլեկտրաքիմիական մեթոդը հաստատուն հոսանքի մեջ է, երբ էլեկտրոլիտի ջրային լուծույթի միջոցով գրաֆիտը և մետաղական նյութերը (չժանգոտվող պողպատ, պլատինե թիթեղ, կապարե թիթեղ, տիտանի թիթեղ և այլն) կազմում են կոմպոզիտային անոդ, մետաղական նյութերը էլեկտրոլիտի մեջ տեղադրվում են որպես կաթոդ՝ ձևավորելով փակ օղակ։ Կամ էլեկտրոլիտի մեջ կախված գրաֆիտը միաժամանակ էլեկտրոլիտի մեջ տեղադրվում է բացասական և դրական թիթեղների մեջ, երկու էլեկտրոդների միջոցով լիցքավորվում են։ Անոդային օքսիդացման մեթոդը։ Գրաֆիտի մակերեսը օքսիդացվում է կարբոկացիայի։ Միևնույն ժամանակ, էլեկտրաստատիկ ձգողության և կոնցենտրացիայի տարբերության դիֆուզիայի համակցված ազդեցության տակ, թթվային իոնները կամ այլ բևեռային միջբևեռային իոնները ներդրվում են գրաֆիտի շերտերի միջև՝ ձևավորելով ընդարձակվող գրաֆիտ։
Քիմիական օքսիդացման մեթոդի համեմատ, էլեկտրաքիմիական մեթոդը ընդարձակվող գրաֆիտ պատրաստելու համար ամբողջ գործընթացում առանց օքսիդանտի օգտագործման, մշակման քանակը մեծ է, քայքայիչ նյութերի մնացորդային քանակը փոքր է, էլեկտրոլիտը կարող է վերամշակվել ռեակցիայից հետո, թթվի քանակը նվազում է, խնայվում է ծախսը, շրջակա միջավայրի աղտոտվածությունը նվազում է, սարքավորումների վնասը ցածր է, և ծառայության ժամկետը երկարանում է: Վերջին տարիներին էլեկտրաքիմիական մեթոդը աստիճանաբար դարձել է ընդարձակվող գրաֆիտ պատրաստելու նախընտրելի մեթոդ շատ ձեռնարկությունների կողմից՝ բազմաթիվ առավելություններով:
Գազային փուլի դիֆուզիոն մեթոդը ընդարձակվող գրաֆիտ ստանալու համար է՝ ինտերկալատորը գազային վիճակում գրաֆիտի հետ շփվելով և ինտերկալացիոն ռեակցիայի միջոցով։ Սովորաբար, գրաֆիտը և ներդիրը տեղադրվում են ջերմակայուն ապակե ռեակտորի երկու ծայրերում, և վակուումը պոմպվում և կնքվում է, ուստի այն հայտնի է նաև որպես երկխցիկ մեթոդ։ Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է հալոգենիդ-EG և ալկալիական մետաղ-EG սինթեզելու համար արդյունաբերության մեջ։
Առավելություններ՝ ռեակտորի կառուցվածքը և կարգը կարելի է կառավարել, իսկ ռեակտիվ նյութերն ու արգասիքները կարելի է հեշտությամբ բաժանել։
Թերություններ. ռեակցիայի սարքն ավելի բարդ է, գործողությունն ավելի դժվար է, ուստի ելքը սահմանափակ է, և ռեակցիան պետք է իրականացվի բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում, ժամանակը ավելի երկար է, և ռեակցիայի պայմանները շատ բարձր են, նախապատրաստման միջավայրը պետք է լինի վակուումային, ուստի արտադրության արժեքը համեմատաբար բարձր է, հարմար չէ մեծածավալ արտադրության կիրառությունների համար:
Խառը հեղուկ փուլի մեթոդը ներառում է ներմուծված նյութը գրաֆիտի հետ անմիջապես խառնելը՝ իներտ գազի շարժունակության պաշտպանության կամ կնքման համակարգի ներքո՝ տաքացման ռեակցիայի համար՝ ընդարձակվող գրաֆիտ ստանալու համար: Այն սովորաբար օգտագործվում է ալկալիական մետաղ-գրաֆիտ միջշերտային միացությունների (ԳՄՄ) սինթեզի համար:
Առավելություններ՝ Ռեակցիայի գործընթացը պարզ է, ռեակցիայի արագությունը՝ արագ, գրաֆիտային հումքի և ներդիրների հարաբերակցությունը փոխելով՝ կարելի է հասնել ընդարձակվող գրաֆիտի որոշակի կառուցվածքի և կազմի, որն ավելի հարմար է զանգվածային արտադրության համար։
Թերություններ՝ Արդյունքում ստացված նյութը անկայուն է, դժվար է գործ ունենալ ԳԻԿ-ների մակերեսին ամրացված ազատ ներմուծված նյութի հետ, և դժվար է ապահովել գրաֆիտային միջշերտային միացությունների կայունությունը մեծ թվով սինթեզի դեպքում։
Հալման մեթոդը գրաֆիտը խառնում է միջանկյալ նյութի հետ և տաքացնում՝ ընդարձակվող գրաֆիտ ստանալու համար: Հիմնվելով այն փաստի վրա, որ էվտեկտիկ բաղադրիչները կարող են իջեցնել համակարգի հալման ջերմաստիճանը (յուրաքանչյուր բաղադրիչի հալման կետից ցածր), սա եռակի կամ բազմաբաղադրիչ ԳԻԿ-ների պատրաստման մեթոդ է՝ միաժամանակ գրաֆիտի շերտերի միջև տեղադրելով երկու կամ ավելի նյութեր (որոնք պետք է կարողանան ձևավորել հալված աղային համակարգ): Ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է մետաղական քլորիդների՝ ԳԻԿ-ների պատրաստման մեջ:
Առավելություններ՝ Սինթեզի արգասիքն ունի լավ կայունություն, հեշտ է լվանալ, պարզ ռեակցիայի սարք, ցածր ռեակցիայի ջերմաստիճան, կարճ ժամանակ, հարմար է մեծածավալ արտադրության համար։
Թերություններ. ռեակցիայի գործընթացում դժվար է վերահսկել արտադրանքի կարգի կառուցվածքը և կազմը, և զանգվածային սինթեզի ժամանակ դժվար է ապահովել արտադրանքի կարգի կառուցվածքի և կազմի հետևողականությունը։
Ճնշման տակ գտնվող մեթոդը գրաֆիտի մատրիցը խառնելն է հողալկալային և հազվագյուտ հողային մետաղների փոշու հետ և ճնշման պայմաններում M-GICS ստանալու համար ռեակցիայի մեջ մտնելը։
Թերություններ. Ներմուծման ռեակցիան կարող է իրականացվել միայն այն դեպքում, երբ մետաղի գոլորշու ճնշումը գերազանցում է որոշակի շեմը։ Սակայն, չափազանց բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մետաղը և գրաֆիտը հեշտությամբ կարող են կարբիդներ առաջացնել, ինչը բացասական ռեակցիա է առաջացնում, ուստի ռեակցիայի ջերմաստիճանը պետք է կարգավորվի որոշակի միջակայքում։ Հազվագյուտ մետաղների ներմուծման ջերմաստիճանը շատ բարձր է, ուստի ռեակցիայի ջերմաստիճանը իջեցնելու համար անհրաժեշտ է ճնշում կիրառել։ Այս մեթոդը հարմար է ցածր հալման կետ ունեցող մետաղ-ԳԻԿ-ների պատրաստման համար, սակայն սարքը բարդ է, իսկ շահագործման պահանջները՝ խիստ, ուստի այն այժմ հազվադեպ է օգտագործվում։
Պայթուցիկ մեթոդը սովորաբար օգտագործում է գրաֆիտ և ընդարձակման նյութ, ինչպիսիք են KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O, պիրոպիրոսներ կամ խառնուրդներ, որոնք պատրաստված են պայթուցիկ նյութերից կամբիումի միացության օքսիդացման և ինտերկալացիայի ռեակցիայի միջոցով, որը այնուհետև ընդարձակվում է «պայթուցիկ» ձևով՝ այդպիսով ստանալով ընդարձակված գրաֆիտ։ Երբ մետաղական աղը օգտագործվում է որպես ընդարձակման նյութ, ստացվում է ավելի բարդ արտադրանք, որը պարունակում է ոչ միայն ընդարձակված գրաֆիտ, այլև մետաղ։
