Metoda e oksidimit kimik është një metodë tradicionale për përgatitjen e grafitit të zgjerueshëm. Në këtë metodë, grafit natyral i përzier me përzierje me agjent oksidues dhe ndërlidhës të përshtatshëm, kontrollohet në një temperaturë të caktuar, përzihet vazhdimisht dhe lahet, filtrohet dhe thahet për të marrë grafit të zgjerueshëm. Metoda e oksidimit kimik është bërë një metodë relativisht e pjekur në industri me përparësitë e pajisjeve të thjeshta, funksionimin e përshtatshëm dhe koston e ulët.
Hapat e procesit të oksidimit kimik përfshijnë oksidimin dhe ndërlidhjen. Oksidimi i grafit është kushti themelor për formimin e grafitit të zgjerueshëm, sepse nëse reagimi i ndërlidhjes mund të vazhdojë pa probleme varet nga shkalla e hapjes midis shtresave të grafitit. Dhe grafit natyral në dhomë temperatura ka qëndrueshmëri të shkëlqyeshme dhe rezistencë ndaj acidit dhe alkali, kështu që nuk reagon me acidin dhe alkali, prandaj, shtimi i oksidantit është bërë një komponent i domosdoshëm kryesor në oksidimin kimik.
Ekzistojnë shumë lloje të oksidantëve, oksiduesit e përdorur në përgjithësi janë oksidues të ngurtë (të tilla si permanganat kaliumi, dikromat kaliumi, trioksid kromi, klorid kaliumi, etj.), Gjithashtu mund të jenë disa oksidantë të lëngshëm oksidues (si peroksidi i hidrogjenit, acidi nitrik, etj.) ) Vitet e fundit është gjetur se permanganat kaliumi është oksiduesi kryesor i përdorur në përgatitjen e grafitit të zgjerueshëm.
Nën veprimin e oksiduesit, grafit oksidohet dhe makromolekulat e rrjetit neutral në shtresën e grafitit bëhen makromolekula planare me ngarkesë pozitive. Për shkak të efektit zmbrapsës të së njëjtës ngarkesë pozitive, distanca midis shtresave të grafitit rritet, gjë që siguron një kanal dhe hapësirë që intercalatori të hyjë pa probleme në shtresën e grafitit. Në procesin e përgatitjes së grafitit të zgjerueshëm, agjenti ndërlidhës është kryesisht acid. Vitet e fundit, studiuesit përdorin kryesisht acid sulfurik, acid nitrik, acid fosforik, acid perklorik, acid të përzier dhe acid acetik akullnajor.
Metoda elektrokimike është në një rrymë konstante, me tretësirën ujore të insertit pasi elektroliti, grafiti dhe materialet metalike (materiali prej çeliku inox, pllaka platini, pllaka plumbi, pllakë titani, etj.) Përbëjnë një anodë të përbërë, materiale metalike të futura në elektrolit si katodë, duke formuar një lak të mbyllur; Ose grafit i pezulluar në elektrolit, në elektrolit në të njëjtën kohë i futur në pllakën negative dhe pozitive, përmes dy elektrodave janë të aktivizuara metoda, oksidimi anodik. Sipërfaqja e grafit oksidohet në karbokacion. Në të njëjtën kohë, nën veprimin e kombinuar të tërheqjes elektrostatike dhe difuzionit të diferencës së përqendrimit, jonet acid ose jonet e tjera polare interkalantë janë ngulitur midis shtresave të grafitit për të formuar grafit të zgjerueshëm.
Krahasuar me metodën e oksidimit kimik, metoda elektrokimike për përgatitjen e grafitit të zgjerueshëm në të gjithë procesin pa përdorimin e oksidantit, sasia e trajtimit është e madhe, sasia e mbetur e substancave gërryese është e vogël, elektroliti mund të riciklohet pas reagimit, sasia e acidit zvogëlohet, kostoja kursehet, ndotja e mjedisit zvogëlohet, dëmtimi i pajisjeve është i ulët dhe jeta e shërbimit zgjatet. Vitet e fundit, metoda elektrokimike gradualisht është bërë metoda e preferuar për përgatitjen e grafit të zgjerueshëm nga shumë ndërmarrje me shumë përparësi.
Metoda e difuzionit të fazës së gazit është të prodhojë grafit të zgjerueshëm duke kontaktuar ndërlidhësin me grafit në formë të gaztë dhe reaksion ndërlidhës. Në përgjithësi, grafiti dhe futja vendosen në të dy skajet e reaktorit të qelqit rezistent ndaj nxehtësisë, dhe vakumi pompohet dhe vulosur, kështu që njihet edhe si metoda me dy dhoma. Kjo metodë përdoret shpesh për të sintetizuar halide -EG dhe metal alkalin -EG në industri.
Avantazhet: struktura dhe rendi i reaktorit mund të kontrollohen, dhe reagentët dhe produktet mund të ndahen lehtësisht.
Disavantazhet: pajisja e reagimit është më komplekse, funksionimi është më i vështirë, kështu që prodhimi është i kufizuar, dhe reagimi duhet të kryhet në kushte të temperaturës së lartë, koha është më e gjatë dhe kushtet e reagimit janë shumë të larta, mjedisi i përgatitjes duhet të jetë vakum, kështu që kostoja e prodhimit është relativisht e lartë, jo e përshtatshme për aplikime të prodhimit në shkallë të gjerë.
Metoda e fazës së lëngshme të përzier është përzierja e drejtpërdrejtë e materialit të futur me grafit, nën mbrojtjen e lëvizshmërisë së gazit inert ose sistemit të vulosjes për reagimin e ngrohjes për të përgatitur grafit të zgjerueshëm. Përdoret zakonisht për sintezën e komponimeve interlaminare metalike-grafite (GIC).
Avantazhet: Procesi i reagimit është i thjeshtë, shpejtësia e reagimit është e shpejtë, duke ndryshuar raportin e lëndëve të para grafit dhe futjeve mund të arrihet një strukturë dhe përbërje e caktuar e grafitit të zgjerueshëm, më i përshtatshëm për prodhimin masiv.
Disavantazhet: Produkti i formuar është i paqëndrueshëm, është e vështirë të merret me substancën e futur falas të bashkangjitur në sipërfaqen e GIC, dhe është e vështirë të sigurohet qëndrueshmëria e komponimeve ndërllamare grafit kur një numër i madh i sintezës.
Metoda e shkrirjes është përzierja e grafitit me materialin ndërlidhës dhe nxehtësinë për të përgatitur grafit të zgjerueshëm. Bazuar në faktin se përbërësit eutektikë mund të ulin pikën e shkrirjes së sistemit (nën pikën e shkrirjes të secilit përbërës), është një metodë për përgatitjen e GIC -të treshe ose shumëkomponente duke futur dy ose më shumë substanca (të cilat duhet të jenë në gjendje të formojnë një sistem kripë të shkrirë) midis shtresave të grafitit. Përdoret përgjithësisht në përgatitjen e klorureve të metaleve - GIC.
Avantazhet: Produkti i sintezës ka qëndrueshmëri të mirë, të lehtë për tu larë, pajisje të thjeshta reagimi, temperaturë të ulët reagimi, kohë të shkurtër, të përshtatshme për prodhim në shkallë të gjerë.
Disavantazhet: është e vështirë të kontrollosh strukturën e rendit dhe përbërjen e produktit në procesin e reagimit, dhe është e vështirë të sigurosh qëndrueshmërinë e strukturës së rendit dhe përbërjes së produktit në sintezën masive.
Metoda nën presion është përzierja e matricës grafit me metal alkaline të tokës dhe pluhur prej metali të rrallë të tokës dhe reagimi për të prodhuar M-GICS në kushte nën presion.
Disavantazhet: Vetëm kur presioni i avullit të metalit tejkalon një prag të caktuar, reagimi i futjes mund të kryhet; Sidoqoftë, temperatura është shumë e lartë, e lehtë për të shkaktuar metal dhe grafit për të formuar karabit, reagim negativ, kështu që temperatura e reagimit duhet të rregullohet në një gamë të caktuar. Temperatura e futjes së metaleve të rralla të tokës është shumë e lartë, kështu që presioni duhet të aplikohet zvogëloni temperaturën e reagimit. Kjo metodë është e përshtatshme për përgatitjen e metaleve-GICS me pikë të ulët të shkrirjes, por pajisja është e komplikuar dhe kërkesat e funksionimit janë të rrepta, kështu që përdoret rrallë tani.
Metoda shpërthyese në përgjithësi përdor grafit dhe agjent zgjerues të tillë si KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O piropiro ose përzierje të përgatitura, kur nxehet, grafit njëkohësisht do të oksidojë dhe ndërhyjë në përbërjen e kambiumit, e cila është atëherë zgjeruar në një mënyrë "shpërthyese", duke marrë kështu grafit të zgjeruar. Kur kripa metalike përdoret si agjent zgjerimi, produkti është më kompleks, i cili jo vetëm që ka grafit të zgjeruar, por edhe metal.
