Cheminės oksidacijos metodas yra tradicinis besiplečiančio grafito gamybos būdas. Šiuo metodu natūralus dribsnių pavidalo grafitas sumaišomas su tinkamu oksidatoriumi ir interkaliaciniu agentu, kontroliuojama tam tikra temperatūra, nuolat maišoma, plaunama, filtruojama ir džiovinama, kad būtų gautas besiplečiantis grafitas. Cheminės oksidacijos metodas pramonėje tapo gana brandžiu metodu, pasižyminčiu paprastos įrangos, patogaus eksploatavimo ir mažų sąnaudų privalumais.
Cheminio oksidavimo proceso etapai apima oksidaciją ir interkaliaciją. Grafito oksidacija yra pagrindinė besiplečiančio grafito susidarymo sąlyga, nes tai, ar interkaliacijos reakcija gali vykti sklandžiai, priklauso nuo grafito sluoksnių tarpo laipsnio. Natūralus grafitas kambario temperatūroje pasižymi puikiu stabilumu ir atsparumu rūgštims bei šarmams, todėl nereaguoja su rūgštimis ir šarmais, todėl oksidatoriaus pridėjimas tapo būtinu pagrindiniu cheminio oksidavimo komponentu.
Yra daug oksidatorių rūšių, dažniausiai naudojami kieti oksidatoriai (pvz., kalio permanganatas, kalio dichromatas, chromo trioksidas, kalio chloratas ir kt.), taip pat gali būti kai kurie oksiduojantys skysti oksidatoriai (pvz., vandenilio peroksidas, azoto rūgštis ir kt.). Pastaraisiais metais nustatyta, kad kalio permanganatas yra pagrindinis oksidatorius, naudojamas plečiamojo grafito gamyboje.
Veikiant oksidatoriui, grafitas oksiduojamas, o neutralaus tinklo makromolekulės grafito sluoksnyje tampa plokščiomis makromolekulėmis su teigiamu krūviu. Dėl to paties teigiamo krūvio stūmos poveikio padidėja atstumas tarp grafito sluoksnių, todėl susidaro kanalas ir erdvė tarpinei medžiagai sklandžiai patekti į grafito sluoksnį. Gaminant besiplečiantį grafitą, tarpinė medžiaga daugiausia yra rūgštis. Pastaraisiais metais tyrėjai daugiausia naudoja sieros rūgštį, azoto rūgštį, fosforo rūgštį, perchloro rūgštį, mišriąją rūgštį ir ledinę acto rūgštį.
Elektrocheminis metodas yra pastovios srovės metodas, kai įdėklo vandeninis tirpalas veikia kaip elektrolitas, grafitas ir metalinės medžiagos (nerūdijančio plieno medžiaga, platinos plokštė, švino plokštė, titano plokštė ir kt.) sudaro sudėtinį anodą, o metalinės medžiagos įterpiamos į elektrolitą kaip katodas ir sudaro uždarą kilpą; arba grafitas, suspenduotas elektrolite, tuo pačiu metu įterptas į neigiamą ir teigiamą plokšteles, per abu elektrodus įjungiamas anodinis oksidacijos metodas. Grafito paviršius oksiduojamas iki karbokacijos. Tuo pačiu metu, veikiant elektrostatinei traukai ir koncentracijos skirtumo difuzijai, rūgšties jonai arba kiti poliniai tarpiniai jonai įterpiami tarp grafito sluoksnių, sudarydami besiplečiantį grafitą.
Palyginti su cheminio oksidavimo metodu, elektrocheminis metodas, skirtas plėtimosi grafito gamybai visame procese nenaudojant oksidatoriaus, pasižymi dideliu apdorojimo kiekiu, mažu likutiniu korozinių medžiagų kiekiu, elektrolitą galima perdirbti po reakcijos, sumažėja rūgšties kiekis, sutaupoma sąnaudų, sumažėja aplinkos tarša, įrangos žala yra maža, o eksploatavimo laikas pailgėja. Pastaraisiais metais elektrocheminis metodas palaipsniui tapo daugelio įmonių pageidaujamu plėtimosi grafito gamybos metodu, turinčiu daug privalumų.
Dujų fazės difuzijos metodas yra skirtas plėtimosi grafito gamybai, interkaliatoriui kontaktuojant su dujinės formos grafitu ir vykdant interkaliacinę reakciją. Paprastai grafitas ir įdėklas dedami abiejuose karščiui atsparaus stiklo reaktoriaus galuose, o vakuumas pumpuojamas ir sandarinamas, todėl jis taip pat žinomas kaip dviejų kamerų metodas. Šis metodas dažnai naudojamas halogenidų -EG ir šarminių metalų -EG sintezei pramonėje.
Privalumai: galima kontroliuoti reaktoriaus struktūrą ir tvarką, o reagentus ir produktus galima lengvai atskirti.
Trūkumai: reakcijos įrenginys yra sudėtingesnis, operacija yra sunkesnė, todėl našumas yra ribotas, o reakcija turi būti vykdoma aukštoje temperatūroje, laikas yra ilgesnis, o reakcijos sąlygos yra labai aukštos, paruošimo aplinka turi būti vakuuminė, todėl gamybos sąnaudos yra gana didelės, netinka didelio masto gamybai.
Mišrios skystosios fazės metodas – tai įterptos medžiagos tiesioginis sumaišymas su grafitu, apsaugotas inertinių dujų arba sandarinimo sistemos judrumu, kad būtų gautas kaitinimo reakcija ir išsiplečiantis grafitas. Jis dažniausiai naudojamas šarminių metalų ir grafito tarpsluoksninių junginių (GIC) sintezei.
Privalumai: reakcijos procesas paprastas, reakcijos greitis didelis, keičiant grafito žaliavų ir įdėklų santykį galima pasiekti tam tikrą besiplečiančio grafito struktūrą ir sudėtį, labiau tinkančią masinei gamybai.
Trūkumai: susidaręs produktas yra nestabilus, sunku susidoroti su laisva įterpta medžiaga, pritvirtinta prie GIC paviršiaus, ir sunku užtikrinti grafito tarpsluoksninių junginių konsistenciją, kai sintezuojama daug kartų.
Lydymo metodas – tai grafito sumaišymas su įterpiančia medžiaga ir kaitinimas, siekiant gauti besiplečiantį grafitą. Remiantis tuo, kad eutektiniai komponentai gali sumažinti sistemos lydymosi temperatūrą (žemiau kiekvieno komponento lydymosi temperatūros), tai yra trijų komponentų arba daugiakomponenčių GIC gamybos metodas, vienu metu įterpiant dvi ar daugiau medžiagų (kurios turi sudaryti išlydytos druskos sistemą) tarp grafito sluoksnių. Paprastai naudojamas metalų chloridų – GIC – gamyboje.
Privalumai: sintezės produktas pasižymi geru stabilumu, lengvai plaunamas, paprastas reakcijos įrenginys, žema reakcijos temperatūra, trumpas laikas, tinkamas didelio masto gamybai.
Trūkumai: reakcijos procese sunku kontroliuoti produkto tvarkos struktūrą ir sudėtį, o masinės sintezės metu sunku užtikrinti produkto tvarkos struktūros ir sudėties nuoseklumą.
Slėginis metodas – grafito matricos sumaišymas su šarminių žemių metalų ir retųjų žemių metalų milteliais ir reakcija, kurios metu slėgio sąlygomis susidaro M-GICS.
Trūkumai: Įterpimo reakcija gali būti vykdoma tik tada, kai metalo garų slėgis viršija tam tikrą ribą; Tačiau temperatūra yra per aukšta, todėl metalas ir grafitas lengvai sukelia karbidus, neigiama reakcija, todėl reakcijos temperatūra turi būti reguliuojama tam tikrame diapazone. Retųjų žemių metalų įterpimo temperatūra yra labai aukšta, todėl norint sumažinti reakcijos temperatūrą, reikia taikyti slėgį. Šis metodas tinka gaminti žemos lydymosi temperatūros metalo-GICS, tačiau įrenginys yra sudėtingas, o eksploatavimo reikalavimai griežti, todėl dabar jis naudojamas retai.
Sprogstamajame metode paprastai naudojamas grafitas ir plėtimosi agentas, pvz., KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropirosas arba mišiniai. Kaitinant grafitą, vienu metu vyksta oksidacijos ir interkaliacijos reakcija, kurios metu susidaro kampio junginys, kuris vėliau plečiasi „sprogstančiu“ būdu, taip gaunant išsiplėtusį grafitą. Kai kaip plėtimosi agentas naudojama metalo druska, produktas yra sudėtingesnis, jame yra ne tik išsiplėtęs grafitas, bet ir metalas.
