Metoda kemične oksidacije je tradicionalna metoda za pripravo ekspandirnega grafita. Pri tej metodi se naravni grafit v kosmičih zmeša z ustreznim oksidantom in interkalacijskim sredstvom, se vzdržuje določena temperatura, se nenehno meša, nato pa se opere, filtrira in posuši, da se dobi ekspandirni grafit. Metoda kemične oksidacije je v industriji postala relativno zrela metoda s prednostmi preproste opreme, priročnega delovanja in nizkih stroškov.
Postopek kemične oksidacije vključuje oksidacijo in interkalacijo. Oksidacija grafita je osnovni pogoj za nastanek ekspandirajočega grafita, saj je od stopnje odprtja med grafitnimi plastmi odvisno, ali lahko interkalacijska reakcija poteka gladko. Naravni grafit ima pri sobni temperaturi odlično stabilnost ter odpornost na kisline in alkalije, zato ne reagira s kislinami in alkalijami, zato je dodajanje oksidanta postalo nujna ključna komponenta pri kemični oksidaciji.
Obstaja veliko vrst oksidantov, običajno se uporabljajo trdni oksidanti (kot so kalijev permanganat, kalijev dikromat, kromov trioksid, kalijev klorat itd.), lahko pa se uporabljajo tudi nekateri tekoči oksidanti (kot so vodikov peroksid, dušikova kislina itd.). V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da je kalijev permanganat glavni oksidant, ki se uporablja pri pripravi ekspandirajočega grafita.
Pod vplivom oksidanta se grafit oksidira in nevtralne mrežne makromolekule v grafitni plasti postanejo planarne makromolekule s pozitivnim nabojem. Zaradi odbojnega učinka istega pozitivnega naboja se razdalja med grafitnimi plastmi poveča, kar ustvari kanal in prostor za nemoten vstop interkalatorja v grafitno plast. Pri postopku priprave ekspandirnega grafita je interkalirno sredstvo predvsem kislina. V zadnjih letih raziskovalci uporabljajo predvsem žveplovo kislino, dušikovo kislino, fosforno kislino, perklorovo kislino, mešano kislino in ledeno ocetno kislino.
Elektrokemična metoda je metoda s konstantnim tokom, pri kateri vodna raztopina vstavka služi kot elektrolit, grafit in kovinski materiali (nerjaveče jeklo, platinasta plošča, svinčena plošča, titanova plošča itd.) pa tvorijo kompozitno anodo, kovinski materiali pa delujejo kot katoda in tvorijo zaprto zanko; ali pa je grafit suspendiran v elektrolitu in hkrati vstavljen v negativno in pozitivno ploščo, tako da se obe elektrodi napajata z energijo, kar pomeni anodno oksidacijo. Površina grafita se oksidira v karbokation. Hkrati se pod skupnim delovanjem elektrostatične privlačnosti in difuzije zaradi razlike v koncentracijah kislinski ioni ali drugi polarni interkalantni ioni vgradijo med plasti grafita in tvorijo ekspandirajoči grafit.
V primerjavi s kemično oksidacijsko metodo je elektrokemična metoda za pripravo ekspandirajočega grafita v celotnem postopku brez uporabe oksidanta velika, količina obdelave je velika, preostala količina korozivnih snovi je majhna, elektrolit se lahko po reakciji reciklira, količina kisline se zmanjša, prihranijo se stroški, zmanjša se onesnaževanje okolja, škoda na opremi je majhna in življenjska doba se podaljša. V zadnjih letih je elektrokemična metoda postopoma postala prednostna metoda za pripravo ekspandirajočega grafita v mnogih podjetjih s številnimi prednostmi.
Metoda difuzije v plinski fazi je namenjena proizvodnji ekspandirajočega grafita s stikom interkalatorja z grafitom v plinasti obliki in interkalacijskim odzivom. Grafit in vložek sta običajno nameščena na obeh koncih toplotno odpornega steklenega reaktorja, vakuum pa se črpa in zapre, zato je znana tudi kot dvokomorna metoda. Ta metoda se v industriji pogosto uporablja za sintezo halogenida -EG in alkalijskih kovin -EG.
Prednosti: strukturo in vrstni red reaktorja je mogoče nadzorovati, reaktante in produkte pa je mogoče enostavno ločiti.
Slabosti: reakcijska naprava je bolj zapletena, delovanje je težje, zato je izhod omejen, reakcija pa se izvaja pri visokih temperaturah, čas je daljši in reakcijski pogoji so zelo strogi, pripravljalno okolje mora biti vakuumsko, zato so proizvodni stroški relativno visoki, ni primerno za obsežno proizvodnjo.
Metoda mešane tekoče faze je neposredno mešanje vstavljenega materiala z grafitom pod zaščito mobilnosti inertnega plina ali tesnilnega sistema za reakcijsko segrevanje za pripravo ekspandirajočega grafita. Običajno se uporablja za sintezo alkalijsko-kovinsko-grafitnih interlaminarnih spojin (GIC).
Prednosti: Reakcijski proces je preprost, hitrost reakcije je visoka, s spreminjanjem razmerja grafitnih surovin in vložkov pa lahko dosežemo določeno strukturo in sestavo ekspandirajočega grafita, ki je bolj primeren za množično proizvodnjo.
Slabosti: Nastali produkt je nestabilen, težko je ravnati s prosto vstavljeno snovjo, pritrjeno na površino GIC-ov, in težko je zagotoviti konsistenco grafitnih interlamelarnih spojin pri velikem številu sintez.
Metoda taljenja je mešanje grafita z interkalacijskim materialom in segrevanje za pripravo ekspandirajočega grafita. Glede na dejstvo, da lahko evtektične komponente znižajo tališče sistema (pod tališče posamezne komponente), gre za metodo za pripravo ternarnih ali večkomponentnih GIC-ov z vstavljanjem dveh ali več snovi (ki morajo biti sposobne tvoriti sistem staljene soli) med plasti grafita hkrati. Na splošno se uporablja pri pripravi kovinskih kloridov - GIC-ov.
Prednosti: Sintezni produkt ima dobro stabilnost, enostavno pranje, preprosto reakcijsko napravo, nizko reakcijsko temperaturo, kratek čas, primeren za proizvodnjo v velikem obsegu.
Slabosti: v reakcijskem procesu je težko nadzorovati strukturo reda in sestavo produkta, pri masni sintezi pa je težko zagotoviti doslednost strukture reda in sestave produkta.
Tlačna metoda je mešanje grafitne matrice s prahom zemeljskoalkalijskih kovin in redkozemeških kovin ter reakcija za proizvodnjo M-GICS pod tlakom.
Slabosti: Reakcijo vstavljanja lahko izvedemo le, ko parni tlak kovine preseže določen prag; vendar je temperatura previsoka in zlahka povzroči tvorbo karbidov med kovino in grafitom, kar povzroči negativno reakcijo, zato je treba reakcijsko temperaturo uravnavati v določenem območju. Temperatura vstavljanja redkih zemeljskih kovin je zelo visoka, zato je treba za znižanje reakcijske temperature uporabiti tlak. Ta metoda je primerna za pripravo kovinskih GICS z nizkim tališčem, vendar je naprava zapletena in zahteve glede delovanja so stroge, zato se trenutno redko uporablja.
Eksplozivna metoda običajno uporablja grafit in ekspanzijsko sredstvo, kot so KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O, piropirolit ali mešanice, ki se segrejejo. Grafit se pri segrevanju hkrati oksidira in interkalira v kambijevo spojino, ki se nato "eksplozivno" razširi in tako dobi ekspandiran grafit. Ko se kot ekspanzijsko sredstvo uporabi kovinska sol, je izdelek bolj kompleksen, saj ne vsebuje le ekspandiranega grafita, temveč tudi kovino.
