ქიმიური დაჟანგვის მეთოდი არის გაფართოებადი გრაფიტის მომზადების ტრადიციული მეთოდი. ამ მეთოდით, ნატურალური ქერცლოვანი გრაფიტი შერეულია შესაბამის ოქსიდანტთან და ინტერკალაციურ აგენტთან, კონტროლდება გარკვეულ ტემპერატურაზე, გამუდმებით ურევს და გარეცხილი, გაფილტრული და გამხმარი მიიღება გაფართოებადი გრაფიტის მისაღებად. ქიმიური დაჟანგვის მეთოდი გახდა შედარებით მომწიფებული მეთოდი ინდუსტრიაში, მარტივი აღჭურვილობის უპირატესობებით, მოსახერხებელი მუშაობით და დაბალი ღირებულებით.
ქიმიური დაჟანგვის პროცესის საფეხურები მოიცავს დაჟანგვას და ინტერკალაციას. გრაფიტის დაჟანგვა არის ძირითადი პირობა გაფართოებადი გრაფიტის ფორმირებისათვის, რადგან შეიძლება გაგრძელდეს თუ არა ინტერკალაციის რეაქცია შეუფერხებლად, ეს დამოკიდებულია გრაფიტის ფენებს შორის გახსნის ხარისხზე. და ბუნებრივი გრაფიტი ოთახში ტემპერატურა აქვს შესანიშნავი სტაბილურობა და მჟავა და ტუტე წინააღმდეგობა, ამიტომ ის არ რეაგირებს მჟავასთან და ტუტეზე, შესაბამისად, ოქსიდანტის დამატება გახდა ქიმიური დაჟანგვის აუცილებელი ძირითადი კომპონენტი.
არსებობს მრავალი სახის დაჟანგვის საშუალება, ზოგადად გამოყენებული ოქსიდანტები არის მყარი ოქსიდანტები (როგორიცაა კალიუმის პერმანგანატი, კალიუმის დიქრომატი, ქრომის ტრიოქსიდი, კალიუმის ქლორატი და სხვა), ასევე შეიძლება იყოს ზოგიერთი ჟანგვის თხევადი დამჟანგავი (როგორიცაა წყალბადის ზეჟანგი, აზოტმჟავა და ა. ). ბოლო წლებში დადგინდა, რომ კალიუმის პერმანგანატი არის მთავარი ოქსიდანტი, რომელიც გამოიყენება გაფართოებადი გრაფიტის დასამზადებლად.
ჟანგვის მოქმედების ქვეშ გრაფიტი იჟანგება და გრაფიტის ფენაში ნეიტრალური ქსელის მაკრომოლეკულები ხდება პოზიტიური მუხტის მქონე პლანეტური მაკრომოლეკულები. ერთიდაიგივე დადებითი მუხტის საძაგელი ეფექტის გამო, გრაფიტის ფენებს შორის მანძილი იზრდება, რაც უზრუნველყოფს არხს და სივრცეს ინტერკალატორისთვის გრაფიტის ფენაში შეუფერხებლად შესასვლელად. გაფართოებადი გრაფიტის მომზადების პროცესში, შუალედური აგენტი ძირითადად მჟავაა. ბოლო წლებში მკვლევარები ძირითადად იყენებენ გოგირდმჟავას, აზოტმჟავას, ფოსფორმჟავას, პერქლორის მჟავას, შერეულ მჟავას და მყინვარულ ძმარმჟავას.
ელექტროქიმიური მეთოდი მუდმივ დენშია, ჩანართის წყალხსნარი, როგორც ელექტროლიტი, გრაფიტი და ლითონის მასალები (უჟანგავი ფოლადის მასალა, პლატინის ფირფიტა, ტყვიის ფირფიტა, ტიტანის ფირფიტა და სხვ.) წარმოადგენს კომპოზიციურ ანოდს, ლითონის მასალებს. ელექტროლიტი, როგორც კათოდი, ქმნის დახურულ მარყუჟს; ან გრაფიტი შეჩერებულია ელექტროლიტში, ელექტროლიტში, ამავე დროს ნეგატიურ და დადებით ფირფიტაშია ჩასმული, ორი ელექტროდის საშუალებით ენერგიული მეთოდია, ანოდიური დაჟანგვა. გრაფიტის ზედაპირი იჟანგება კარბოკაციამდე. ამავდროულად, ელექტროსტატიკური მიზიდულობისა და კონცენტრაციის სხვაობის დიფუზიის კომბინირებული მოქმედების ქვეშ, მჟავის იონები ან სხვა პოლარული ინტერკალანტური იონები ჩამონტაჟებულია გრაფიტის შრეებს შორის, რათა შეიქმნას გაფართოებადი გრაფიტი.
ქიმიური დაჟანგვის მეთოდთან შედარებით, ელექტროქიმიური მეთოდი გაფართოებადი გრაფიტის დასამზადებლად მთელ პროცესში ოქსიდანტის გამოყენების გარეშე, სამკურნალო რაოდენობა დიდია, კოროზიული ნივთიერებების ნარჩენი რაოდენობა მცირეა, ელექტროლიტის გადამუშავება შესაძლებელია რეაქციის შემდეგ, მჟავის რაოდენობა მცირდება, ხარჯები ინახება, გარემოს დაბინძურება მცირდება, აღჭურვილობის დაზიანება დაბალია და მომსახურების ვადა გაგრძელებულია. ბოლო წლებში ელექტროქიმიური მეთოდი თანდათანობით გახდა სასურველი მეთოდი გაფართოებადი გრაფიტის მომზადებისთვის ბევრი საწარმო მრავალი უპირატესობით.
გაზის ფაზის დიფუზიის მეთოდი არის გაფართოებადი გრაფიტის წარმოება ინტერკალატორთან გრაფიტთან კონტაქტით და აირისებრი რეაქციით. საერთოდ, გრაფიტი და ჩანართი მოთავსებულია სითბოს მდგრადი მინის რეაქტორის ორივე ბოლოში და ვაკუუმი იტუმბება და დალუქულია, ამიტომ იგი ასევე ცნობილია როგორც ორკამერიანი მეთოდი. ეს მეთოდი ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში ჰალოიდური -EG და ტუტე ლითონის -EG სინთეზისთვის.
უპირატესობები: რეაქტორის სტრუქტურისა და წესრიგის კონტროლი შესაძლებელია, ხოლო რეაქტივებისა და პროდუქტების ადვილად გამოყოფა.
ნაკლოვანებები: რეაქციის მოწყობილობა უფრო რთულია, ოპერაცია უფრო რთულია, ამიტომ გამომავალი შეზღუდულია და რეაქცია მაღალი ტემპერატურის პირობებში, დრო უფრო გრძელია და რეაქციის პირობები ძალიან მაღალია, მოსამზადებელი გარემო უნდა იყოს ვაკუუმი, ამიტომ წარმოების ღირებულება შედარებით მაღალია, არ არის შესაფერისი ფართომასშტაბიანი საწარმოო პროგრამებისთვის.
შერეული თხევადი ფაზის მეთოდია ჩასმული მასალის პირდაპირ შერევა გრაფიტთან ერთად, ინერტული აირის მოძრაობის დაცვის ან გათბობის რეაქციის დალუქვის სისტემის გაფართოებადი გრაფიტის მოსამზადებლად. იგი ჩვეულებრივ გამოიყენება ტუტე ლითონ-გრაფიტის შუალედური ნაერთების (GIC) სინთეზისთვის.
უპირატესობები: რეაქციის პროცესი მარტივია, რეაქციის სიჩქარე სწრაფია, გრაფიტის ნედლეულის და ჩანართების თანაფარდობის შეცვლით შეიძლება მიაღწიოს გაფართოებადი გრაფიტის გარკვეულ სტრუქტურას და შემადგენლობას, უფრო შესაფერისი მასობრივი წარმოებისთვის.
ნაკლოვანებები: წარმოქმნილი პროდუქტი არასტაბილურია, ძნელია გაუმკლავდეთ GIC– ის ზედაპირზე მიმაგრებულ თავისუფლად ჩასმულ ნივთიერებას და ძნელია გრაფიტის შუალედური ნაერთების თანმიმდევრულობის უზრუნველყოფა სინთეზის დიდი რაოდენობისას.
დნობის მეთოდი არის გრაფიტის შერევა შუალედურ მასალას და სითბოს გაფართოებადი გრაფიტის მოსამზადებლად. გამომდინარე იქიდან, რომ ევტექტიკურ კომპონენტებს შეუძლიათ შეამცირონ სისტემის დნობის წერტილი (თითოეული კომპონენტის დნობის წერტილის ქვემოთ), ეს არის მეთოდი მესამეული ან მრავალკომპონენტიანი GICs გრაფიტის ფენებს შორის ერთდროულად ორი ან მეტი ნივთიერების (რომელსაც უნდა შეეძლოს გამდნარი მარილის სისტემის ფორმირება) ჩასმა. ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითონის ქლორიდების - GIC– ების მომზადებისას.
უპირატესობები: სინთეზის პროდუქტს აქვს კარგი სტაბილურობა, ადვილად გარეცხვა, მარტივი რეაქციის მოწყობილობა, რეაქციის დაბალი ტემპერატურა, მოკლე დრო, შესაფერისი ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის.
ნაკლოვანებები: ძნელია გააკონტროლონ პროდუქტის რიგის სტრუქტურა და შემადგენლობა რეაქციის პროცესში და ძნელია უზრუნველყოს შეკვეთის სტრუქტურისა და პროდუქტის შემადგენლობის თანმიმდევრულობა მასის სინთეზში.
ზეწოლის მეთოდია გრაფიტის მატრიცის შერევა ტუტე დედამიწის ლითონთან და იშვიათი დედამიწის ლითონის ფხვნილთან და რეაგირება M-GICS– ის წარმოქმნის ზეწოლის ქვეშ.
ნაკლოვანებები: მხოლოდ მაშინ, როდესაც ლითონის ორთქლის წნევა აღემატება გარკვეულ ზღურბლს, შეიძლება განხორციელდეს შეყვანის რეაქცია; თუმცა, ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ადვილად იწვევს ლითონსა და გრაფიტს კარბიდების წარმოქმნაში, უარყოფითი რეაქცია, ამიტომ რეაქციის ტემპერატურა უნდა დარეგულირდეს გარკვეულ დიაპაზონში. იშვიათი დედამიწის ლითონების შეყვანის ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ამიტომ ზეწოლა უნდა მოხდეს შეამცირეთ რეაქციის ტემპერატურა. ეს მეთოდი შესაფერისია ლითონის GICS- ის დასამზადებლად დაბალი დნობის წერტილით, მაგრამ მოწყობილობა გართულებულია და ექსპლუატაციის მოთხოვნები მკაცრია, ამიტომ იშვიათად გამოიყენება ახლა.
ასაფეთქებელი მეთოდი ზოგადად იყენებს გრაფიტს და გაფართოების აგენტს, როგორიცაა KClO4, Mg (ClO4) 2 · nH2O, Zn (NO3) 2 · nH2O პიროპირი ან მომზადებული ნარევები, როდესაც ის გაცხელდება, გრაფიტი ერთდროულად დაჟანგავს და ინტერკალაციის რეაქციას მოახდენს კამბიუმის ნაერთს. გაფართოვდა "ასაფეთქებელი" გზით, რითაც მიიღება გაფართოებული გრაფიტი. როდესაც ლითონის მარილი გამოიყენება როგორც გაფართოების აგენტი, პროდუქტი უფრო რთულია, რომელსაც არა მხოლოდ აქვს გაფართოებული გრაფიტი, არამედ ლითონიც.
