Metode oksidasi kimia minangka metode tradisional kanggo nyiyapake grafit sing bisa dimunggah. Ing metode iki, grafit serpihan alami dicampur karo oksidan lan agen interkalasi sing cocog, dikontrol ing suhu tartamtu, terus diaduk, banjur dicuci, disaring, lan dikeringake kanggo entuk grafit sing bisa dimunggah. Metode oksidasi kimia wis dadi metode sing relatif diwasa ing industri kanthi kaluwihan peralatan sing prasaja, operasi sing trep, lan biaya sing murah.
Langkah-langkah proses oksidasi kimia kalebu oksidasi lan interkalasi. Oksidasi grafit minangka kondisi dhasar kanggo mbentuk grafit sing bisa diekspansi, amarga reaksi interkalasi bisa lancar gumantung saka tingkat bukaan antarane lapisan grafit. Lan grafit alami ing suhu ruangan nduweni stabilitas sing apik banget lan tahan asam lan alkali, saengga ora reaksi karo asam lan alkali, mula, tambahan oksidan wis dadi komponen kunci sing penting ing oksidasi kimia.
Ana akeh jinis oksidan, oksidan sing umum digunakake yaiku oksidan padat (kayata kalium permanganat, kalium dikromat, kromium trioksida, kalium klorat, lan liya-liyane), uga bisa uga sawetara oksidan cair pengoksidasi (kayata hidrogen peroksida, asam nitrat, lan liya-liyane). Ing taun-taun pungkasan ditemokake yen kalium permanganat minangka oksidan utama sing digunakake kanggo nyiyapake grafit sing bisa diekspansi.
Ing sangisore aksi oksidator, grafit dioksidasi lan makromolekul jaringan netral ing lapisan grafit dadi makromolekul planar kanthi muatan positif. Amarga efek tolak saka muatan positif sing padha, jarak antarane lapisan grafit mundhak, sing nyedhiyakake saluran lan papan kanggo interkalator supaya bisa mlebu lapisan grafit kanthi lancar. Ing proses persiapan grafit sing bisa dipanjangake, agen interkalasi utamane asam. Ing taun-taun pungkasan, para peneliti utamane nggunakake asam sulfat, asam nitrat, asam fosfat, asam perklorat, asam campuran lan asam asetat glasial.
Cara elektrokimia nganggo arus konstan, larutan banyu saka sisipan minangka elektrolit, grafit, lan bahan logam (bahan stainless steel, plat platinum, plat timbal, plat titanium, lan liya-liyane) mbentuk anoda komposit, bahan logam dilebokake ing elektrolit minangka katoda, mbentuk puteran tertutup; Utawa grafit sing digantung ing elektrolit, ing elektrolit bebarengan dilebokake ing plat negatif lan positif, liwat rong elektroda sing diwenehi energi, cara oksidasi anodik. Permukaan grafit dioksidasi dadi karbokation. Ing wektu sing padha, ing sangisore aksi gabungan saka tarikan elektrostatik lan difusi beda konsentrasi, ion asam utawa ion interkalant polar liyane dilebokake ing antarane lapisan grafit kanggo mbentuk grafit sing bisa dilegake.
Dibandhingake karo metode oksidasi kimia, metode elektrokimia kanggo nyiapake grafit sing bisa diekspansi ing kabeh proses tanpa nggunakake oksidan, jumlah perawatan gedhe, jumlah sisa zat korosif sithik, elektrolit bisa didaur ulang sawise reaksi, jumlah asam suda, biaya disimpen, polusi lingkungan suda, kerusakan peralatan sithik, lan umur layanan luwih dawa. Ing taun-taun pungkasan, metode elektrokimia mboko sithik dadi metode sing disenengi kanggo nyiyapake grafit sing bisa diekspansi dening akeh perusahaan kanthi akeh kaluwihan.
Metode difusi fase gas yaiku ngasilake grafit sing bisa diekspansi kanthi ngubungi interkalator karo grafit ing bentuk gas lan reaksi interkalasi. Umumé, grafit lan sisipan diselehake ing loro-lorone reaktor kaca tahan panas, lan vakum dipompa lan disegel, mula uga dikenal minangka metode rong ruang. Metode iki asring digunakake kanggo nyintesis halida -EG lan logam alkali -EG ing industri.
Kauntungan: struktur lan urutan reaktor bisa dikontrol, lan reaktan lan produk bisa dipisahake kanthi gampang.
Kekurangane: piranti reaksi luwih rumit, operasine luwih angel, mula outpute winates, lan reaksi sing kudu ditindakake ing kahanan suhu dhuwur, wektune luwih suwe, lan kahanan reaksi dhuwur banget, lingkungan persiapan kudu vakum, mula biaya produksi relatif dhuwur, ora cocog kanggo aplikasi produksi skala gedhe.
Cara fase cair campuran yaiku nyampur langsung bahan sing dilebokake karo grafit, ing sangisore perlindungan mobilitas gas inert utawa sistem penyegelan kanggo reaksi pemanasan kanggo nyiyapake grafit sing bisa diekspansi. Cara iki umume digunakake kanggo sintesis senyawa interlaminar logam alkali-grafit (GIC).
Kauntungan: Proses reaksi prasaja, kecepatan reaksi cepet, kanthi ngganti rasio bahan mentah grafit lan sisipan bisa tekan struktur lan komposisi grafit sing bisa diupgrade tartamtu, luwih cocog kanggo produksi massal.
Kekurangane: Produk sing dibentuk ora stabil, angel ngatasi zat sing dilebokake bebas sing dipasang ing permukaan GIC, lan angel kanggo njamin konsistensi senyawa interlamellar grafit nalika akeh sintesis.
Cara peleburane yaiku nyampur grafit karo bahan interkalasi lan panasake kanggo nyiyapake grafit sing bisa digedhekake. Adhedhasar kasunyatan manawa komponen eutektik bisa nyuda titik lebur sistem (ing ngisor titik lebur saben komponen), iki minangka cara kanggo nyiapake GIC terner utawa multikomponen kanthi nyisipake rong zat utawa luwih (sing kudu bisa mbentuk sistem uyah cair) ing antarane lapisan grafit kanthi bebarengan. Umume digunakake ing persiapan klorida logam - GIC.
Kauntungan: Produk sintesis iki nduweni stabilitas sing apik, gampang dicuci, piranti reaksi sing prasaja, suhu reaksi sing endhek, wektu sing cendhak, cocok kanggo produksi skala gedhe.
Kekurangane: angel ngontrol struktur lan komposisi urutan produk ing proses reaksi, lan angel njamin konsistensi struktur lan komposisi urutan produk ing sintesis massa.
Cara bertekanan yaiku nyampur matriks grafit karo logam alkali tanah lan bubuk logam tanah jarang lan reaksi kanggo ngasilake M-GICS ing kahanan bertekanan.
Kekurangane: Mung nalika tekanan uap logam ngluwihi ambang tartamtu, reaksi penyisipan bisa ditindakake; Nanging, suhu kasebut dhuwur banget, gampang nyebabake logam lan grafit mbentuk karbida, reaksi negatif, mula suhu reaksi kudu diatur ing kisaran tartamtu. Suhu penyisipan logam tanah langka dhuwur banget, mula tekanan kudu ditrapake kanggo nyuda suhu reaksi. Cara iki cocok kanggo nyiapake logam-GICS kanthi titik leleh sing kurang, nanging piranti kasebut rumit lan syarat operasi ketat, mula arang digunakake saiki.
Cara eksplosif umume nggunakake grafit lan agen ekspansi kayata KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros utawa campuran sing wis disiapake, nalika dipanasake, grafit bakal bebarengan oksidasi lan reaksi interkalasi senyawa kambium, sing banjur diekspansi kanthi cara "eksplosif", saengga entuk grafit sing diekspansi. Nalika uyah logam digunakake minangka agen ekspansi, produk kasebut luwih kompleks, sing ora mung duwe grafit sing diekspansi, nanging uga logam.
