Methodus oxidationis chemicae est methodus tradita ad graphitum expandibilem praeparandum. Hac methodo, graphitus naturalis in laminis cum oxidante et agente intercalante idoneo miscetur, ad certam temperaturam regitur, continuo agitatur, deinde lavatur, filtratur et siccatur ut graphitus expandibilis obtineatur. Methodus oxidationis chemicae in industria satis matura facta est, cum commodis instrumentorum simplicium, operationis commoditatis et sumptus humilis.
Gradus processus oxidationis chemicae oxidationem et intercalationem includunt. Oxidatio graphiti est condicio fundamentalis ad formationem graphiti expandabilis, quia utrum reactio intercalationis leniter procedere possit a gradu aperturae inter stratas graphiti pendet. Graphite autem naturalis temperatura ambiente stabilitatem excellentem et resistentiam acidis et alcali habet, ita non cum acido et alcali reagit, ergo additio oxidantis elementum clavis necessarium in oxidatione chemica facta est.
Multa genera oxidantium sunt; oxidantia plerumque adhibita sunt oxidantia solida (velut permanganas kalicus, dichromas kalicus, trioxidum chromii, chloras kalicus, etc.), possunt etiam esse quaedam oxidantia liquida oxidantia (velut hydrogenii peroxidum, acidum nitricum, etc.). Recentibus annis inventum est permanganatum kalicum esse oxidans principale adhibitum in graphito expandibili parando.
Sub actione oxidantis, graphitus oxidatur et macromoleculae reticulatae neutrae in strato graphito fiunt macromoleculae planae cum carica positiva. Ob effectum repulsum eiusdem caricae positivae, distantia inter strata graphito augetur, quod canalem et spatium praebet intercalatori ut stratum graphito leniter ingrediatur. In processu praeparationis graphiti expandabilis, agens intercalans praecipue acidum est. Recentibus annis, investigatores praecipue acidum sulfuricum, acidum nitricum, acidum phosphoricum, acidum perchloricum, acidum mixtum et acidum aceticum glaciale utuntur.
Methodus electrochemica in currente constanti utitur; solutione aquosa inserta ut electrolyto, graphito et materiis metallicis (materia chalybis inoxidabilis, lamina platini, lamina plumbea, lamina titanii, etc.) anodum compositum constituunt, materia metallica in electrolytum ut cathodum inserta, circulum clausum formantes; vel graphito in electrolyto suspenso, simul in lamina negativa et positiva inserto, per duas electrodas excitatur, methodo anodica oxidatur. Superficies graphiti in carbocationem oxidatur. Simul, sub actione attractionis electrostaticae et diffusionis differentiae concentrationis coniuncta, iones acidi vel alii iones polares intercalantes inter stratas graphiti inclusi sunt, graphitum expandibilem formantes.
Comparata cum methodo oxidationis chemicae, methodus electrochemica ad graphitum expansibilem praeparandum in toto processu sine usu oxidantis, magna est quantitas tractationis, parva est quantitas residua substantiarum corrosivarum, electrolytus post reactionem iterum adhiberi potest, quantitas acidi reducitur, sumptus conservatur, pollutio environmentalis minuitur, damnum apparatui parvum est, et vita utilis extenditur. Recentibus annis, methodus electrochemica paulatim facta est methodus praeferenda ad graphitum expansibilem praeparandum a multis societatibus cum multis commodis.
Methodus diffusionis phasis gasosae est graphitum expandibilem producere per contactum intercalatoris cum graphito in forma gasosa et reactionem intercalantem. Generaliter, graphitus et insertum ad utrumque extremum reactoris vitrei resistentis calori ponuntur, et vacuum pumpatur et sigillatur, ita etiam methodus duarum camerarum appellatur. Haec methodus saepe ad synthesim halogenidi -EG et metalli alcalini -EG in industria adhibetur.
Commoda: structura et ordo reactoris regi possunt, et reactantes ac producta facile separari.
Incommoda: instrumentum reactionis est complexius, operatio difficilior, ergo productio limitata est, et reactio sub condicionibus altae temperaturae peragenda est, tempus longius est, et condiciones reactionis sunt valde altae, ambitus praeparationis debet esse vacuum, ergo sumptus productionis relative alti sunt, non apti applicationibus productionis magnae scalae.
Methodus phasis liquidae mixtae est materiam insertam directe cum graphito miscere, sub protectione mobilitatis gasis inertis vel systematis obturationis ad reactionem calefactionis ad graphitum expandibilem praeparandum. Vulgo adhibetur ad synthesim compositorum interlaminarium metalli alcalini-graphiti (GICs).
Commoda: Processus reactionis simplex est, celeritas reactionis celeris, mutando rationem materiarum rudis graphiti et insertorum, certa structura et compositione graphiti expandabilis perveniri potest, quae ad productionem massalem magis apta est.
Incommoda: Productum formatum instabilis est, difficile est tractare substantiam libere insertam superficiei GICs adhaerentem, et difficile est constantiam compositorum interlamellarium graphiti confirmare cum magna copia synthesium fit.
Methodus liquefactionis est miscere graphitum cum materia intercalante et calore ad graphitum expandibilem praeparandum. Fundata in eo quod componentes eutectici punctum liquefactionis systematis (infra punctum liquefactionis cuiusque componentis) demittere possunt, est methodus ad praeparandas GICs ternarias vel multicomponentes inserendo duas vel plures substantias (quae systema salis fusi formare debent) simul inter stratas graphiti. Generaliter adhibetur in praeparatione chloridi metallici - GICs.
Commoda: Productum syntheticum bonam stabilitatem, facilem lavationem, simplicem reactionis machinam, humilem reactionis temperaturam, breve tempus, aptum productioni magnae scalae habet.
Incommoda: difficile est ordinationem structurae et compositionem producti in processu reactionis moderari, et difficile est constantiam ordinationis structurae et compositionis producti in synthesi massali curare.
Methodus pressa est matricem graphiti cum metallo alcalino-terrestri et pulvere metallorum terrestrium rariorum miscere et reagere ad M-GICS sub condicionibus pressas producendum.
Incommoda: Tantum cum pressio vaporis metalli certum limitem excedit, reactio insertionis perfici potest; attamen, temperatura nimis alta est, facile metallum et graphitum carbura formare, reactionem negativam efficit, ergo temperatura reactionis intra certum limitem regulanda est. Temperatura insertionis metallorum terrarum rararum valde alta est, ergo pressio applicanda est ad temperaturam reactionis reducendam. Haec methodus apta est ad praeparationem metallorum-GICS cum puncto liquefactionis humili, sed instrumentum complicatum est et requisita operationis severa, ergo raro nunc adhibetur.
Methodus explosiva plerumque graphito et agente expansionis ut KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros vel mixturas praeparatas adhibet. Cum calefactum est, graphitus simul oxidationem et reactionem intercalationis cum composito cambii subit, quod deinde modo "explosivo" expanditur, ita graphitum expansum efficiendo. Cum sal metallicum ut agens expansionis adhibetur, productum magis complexum fit, non solum graphitum expansum, sed etiam metallum continens.
