Kaedah pengoksidaan kimia merupakan kaedah tradisional untuk menyediakan grafit yang boleh dikembangkan. Dalam kaedah ini, grafit kepingan semula jadi dicampurkan dengan agen pengoksidaan dan interkalasi yang sesuai, dikawal pada suhu tertentu, sentiasa dikacau, dan dibasuh, ditapis dan dikeringkan untuk mendapatkan grafit yang boleh dikembangkan. Kaedah pengoksidaan kimia telah menjadi kaedah yang agak matang dalam industri dengan kelebihan peralatan mudah, operasi yang mudah dan kos yang rendah.
Langkah-langkah proses pengoksidaan kimia merangkumi pengoksidaan dan interkalasi. Pengoksidaan grafit adalah syarat asas untuk pembentukan grafit yang boleh dikembangkan, kerana sama ada tindak balas interkalasi dapat berjalan lancar bergantung pada tahap pembukaan antara lapisan grafit. Dan grafit semula jadi pada suhu bilik mempunyai kestabilan yang sangat baik dan tahan asid dan alkali, jadi ia tidak bertindak balas dengan asid dan alkali, oleh itu, penambahan oksidan telah menjadi komponen utama yang diperlukan dalam pengoksidaan kimia.
Terdapat pelbagai jenis oksidan, oksidan yang biasa digunakan ialah oksidan pepejal (seperti kalium permanganat, kalium dikromat, kromium trioksida, kalium klorat, dll.), juga boleh menjadi beberapa oksidan cecair pengoksidaan (seperti hidrogen peroksida, asid nitrik, dll.). Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, didapati bahawa kalium permanganat ialah oksidan utama yang digunakan dalam menyediakan grafit yang boleh dikembangkan.
Di bawah tindakan pengoksida, grafit teroksida dan makromolekul rangkaian neutral dalam lapisan grafit menjadi makromolekul satah dengan cas positif. Disebabkan oleh kesan tolakan cas positif yang sama, jarak antara lapisan grafit meningkat, yang menyediakan saluran dan ruang untuk interkalator memasuki lapisan grafit dengan lancar. Dalam proses penyediaan grafit yang boleh dikembangkan, agen interkalator terutamanya asid. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidik terutamanya menggunakan asid sulfurik, asid nitrik, asid fosforik, asid perklorik, asid campuran dan asid asetik glasier.
Kaedah elektrokimia adalah dalam arus malar, dengan larutan akueus sisipan sebagai elektrolit, grafit dan bahan logam (bahan keluli tahan karat, plat platinum, plat plumbum, plat titanium, dll.) membentuk anod komposit, bahan logam dimasukkan ke dalam elektrolit sebagai katod, membentuk gelung tertutup; Atau grafit yang digantung dalam elektrolit, dalam elektrolit pada masa yang sama dimasukkan ke dalam plat negatif dan positif, melalui kedua-dua elektrod yang diberi tenaga kaedah, pengoksidaan anodik. Permukaan grafit dioksidakan kepada karbokation. Pada masa yang sama, di bawah tindakan gabungan tarikan elektrostatik dan resapan perbezaan kepekatan, ion asid atau ion interkalant polar lain terbenam di antara lapisan grafit untuk membentuk grafit yang boleh dikembangkan.
Berbanding dengan kaedah pengoksidaan kimia, kaedah elektrokimia untuk penyediaan grafit yang boleh dikembangkan dalam keseluruhan proses tanpa menggunakan oksidan, jumlah rawatannya besar, jumlah baki bahan menghakisnya kecil, elektrolit boleh dikitar semula selepas tindak balas, jumlah asid dikurangkan, kos dijimatkan, pencemaran alam sekitar dikurangkan, kerosakan pada peralatan adalah rendah, dan hayat perkhidmatan dilanjutkan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kaedah elektrokimia secara beransur-ansur menjadi kaedah pilihan untuk menyediakan grafit yang boleh dikembangkan oleh banyak perusahaan dengan banyak kelebihan.
Kaedah resapan fasa gas adalah untuk menghasilkan grafit yang boleh dikembangkan dengan menghubungi interkalator dengan grafit dalam bentuk gas dan tindak balas interkalasi. Secara amnya, grafit dan sisipan diletakkan di kedua-dua hujung reaktor kaca tahan haba, dan vakum dipam dan dimeteraikan, jadi ia juga dikenali sebagai kaedah dua ruang. Kaedah ini sering digunakan untuk mensintesis halida -EG dan logam alkali -EG dalam industri.
Kelebihan: struktur dan susunan reaktor boleh dikawal, dan bahan tindak balas serta hasil tindak balas boleh diasingkan dengan mudah.
Kelemahan: peranti tindak balas lebih kompleks, operasi lebih sukar, jadi output terhad, dan tindak balas yang perlu dijalankan di bawah keadaan suhu tinggi, masa lebih lama, dan keadaan tindak balas sangat tinggi, persekitaran penyediaan mestilah vakum, jadi kos pengeluaran agak tinggi, tidak sesuai untuk aplikasi pengeluaran berskala besar.
Kaedah fasa cecair campuran adalah dengan mencampurkan bahan yang dimasukkan secara langsung dengan grafit, di bawah perlindungan mobiliti gas lengai atau sistem pengedap untuk tindak balas pemanasan bagi menyediakan grafit yang boleh dikembangkan. Ia biasanya digunakan untuk sintesis sebatian interlaminar logam alkali-grafit (GIC).
Kelebihan: Proses tindak balas adalah mudah, kelajuan tindak balas adalah pantas, dengan mengubah nisbah bahan mentah grafit dan sisipan boleh mencapai struktur dan komposisi tertentu grafit yang boleh dikembangkan, lebih sesuai untuk pengeluaran besar-besaran.
Kelemahan: Produk yang terbentuk tidak stabil, sukar untuk menangani bahan yang dimasukkan bebas yang melekat pada permukaan GIC, dan sukar untuk memastikan konsistensi sebatian interlamellar grafit apabila sebilangan besar sintesis.
Kaedah peleburan adalah dengan mencampurkan grafit dengan bahan interkalasi dan memanaskan untuk menyediakan grafit yang boleh dikembangkan. Berdasarkan fakta bahawa komponen eutektik boleh menurunkan takat lebur sistem (di bawah takat lebur setiap komponen), ia merupakan kaedah untuk penyediaan GIC ternari atau berbilang komponen dengan memasukkan dua atau lebih bahan (yang mesti berupaya membentuk sistem garam lebur) antara lapisan grafit secara serentak. Secara amnya digunakan dalam penyediaan klorida logam - GIC.
Kelebihan: Produk sintesis mempunyai kestabilan yang baik, mudah dibasuh, peranti tindak balas mudah, suhu tindak balas rendah, masa yang singkat, sesuai untuk pengeluaran berskala besar.
Kelemahan: sukar untuk mengawal struktur dan komposisi tertib produk dalam proses tindak balas, dan sukar untuk memastikan konsistensi struktur dan komposisi tertib produk dalam sintesis jisim.
Kaedah bertekanan adalah dengan mencampurkan matriks grafit dengan logam alkali tanah dan serbuk logam nadir bumi dan bertindak balas untuk menghasilkan M-GICS di bawah keadaan bertekanan.
Kelemahan: Hanya apabila tekanan wap logam melebihi ambang tertentu, tindak balas penyisipan boleh dijalankan; Walau bagaimanapun, suhu terlalu tinggi, mudah menyebabkan logam dan grafit membentuk karbida, tindak balas negatif, jadi suhu tindak balas mesti dikawal selia dalam julat tertentu. Suhu penyisipan logam nadir bumi adalah sangat tinggi, jadi tekanan mesti dikenakan untuk mengurangkan suhu tindak balas. Kaedah ini sesuai untuk penyediaan logam-GICS dengan takat lebur yang rendah, tetapi peranti ini rumit dan keperluan operasi adalah ketat, jadi ia jarang digunakan sekarang.
Kaedah letupan secara amnya menggunakan grafit dan agen pengembangan seperti KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O piropiros atau campuran yang disediakan. Apabila dipanaskan, grafit akan bertindak balas secara serentak dengan pengoksidaan dan interkalasi sebatian kambium, yang kemudiannya dikembangkan dengan cara "letupan", sekali gus menghasilkan grafit yang dikembangkan. Apabila garam logam digunakan sebagai agen pengembangan, produknya menjadi lebih kompleks, yang bukan sahaja mempunyai grafit yang dikembangkan, tetapi juga logam.
