วิธีการออกซิเดชันทางเคมีเป็นวิธีการดั้งเดิมในการเตรียมกราไฟท์แบบขยายได้ ในวิธีนี้ กราไฟท์เกล็ดธรรมชาติผสมกับสารออกซิแดนท์ที่เหมาะสมและสารแทรกซึม ซึ่งควบคุมที่อุณหภูมิที่กำหนด กวนอย่างต่อเนื่อง และล้าง กรอง และทำให้แห้งเพื่อให้ได้กราไฟท์ที่ขยายได้ วิธีการออกซิเดชันทางเคมีกลายเป็นวิธีการที่ค่อนข้างสมบูรณ์ในอุตสาหกรรม โดยมีข้อดีของอุปกรณ์ที่เรียบง่าย การทำงานที่สะดวก และต้นทุนต่ำ
ขั้นตอนกระบวนการออกซิเดชันทางเคมี ได้แก่ ออกซิเดชันและอินเทอร์คาเลชัน การออกซิเดชันของกราไฟท์เป็นเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของกราไฟท์แบบขยายได้ เพราะการที่ปฏิกิริยาอินเทอร์คาเลชั่นจะดำเนินการได้อย่างราบรื่นนั้นขึ้นอยู่กับระดับการเปิดระหว่างชั้นกราไฟท์ และกราไฟท์ตามธรรมชาติที่ห้อง อุณหภูมิมีเสถียรภาพที่ดีเยี่ยมและทนต่อกรดและด่าง จึงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดและด่าง ดังนั้นการเติมสารออกซิแดนท์จึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญที่จำเป็นในการเกิดออกซิเดชันทางเคมี
สารออกซิแดนท์มีหลายประเภท โดยทั่วไปสารออกซิแดนท์ที่ใช้โดยทั่วไปคือสารออกซิแดนท์ที่เป็นของแข็ง (เช่นโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, โพแทสเซียมไดโครเมต, โครเมียมไตรออกไซด์, โพแทสเซียมคลอเรต ฯลฯ ) ก็สามารถเป็นสารออกซิไดซ์เหลวบางชนิดได้ (เช่นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, กรดไนตริก ฯลฯ ) ). ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพบว่าโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิแดนท์หลักที่ใช้ในการเตรียมกราไฟท์ที่ขยายได้
ภายใต้การกระทำของตัวออกซิไดเซอร์ กราไฟท์จะถูกออกซิไดซ์และโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เป็นเครือข่ายที่เป็นกลางในชั้นกราไฟท์จะกลายเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ในระนาบที่มีประจุบวก เนื่องจากผลกระทบที่น่ารังเกียจของประจุบวกเดียวกัน ระยะห่างระหว่างชั้นกราไฟท์จึงเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดช่องและช่องว่างสำหรับอินเทอร์คาเลเตอร์เพื่อเข้าสู่ชั้นกราไฟท์ได้อย่างราบรื่น ในกระบวนการเตรียมกราไฟท์ที่ขยายได้ สารแทรกแซงส่วนใหญ่เป็นกรด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยส่วนใหญ่ใช้กรดซัลฟิวริก กรดไนตริก กรดฟอสฟอริก กรดเปอร์คลอริก กรดผสม และกรดอะซิติกน้ำแข็ง
วิธีเคมีไฟฟ้าอยู่ในกระแสคงที่ โดยมีสารละลายน้ำของเม็ดมีดเป็นอิเล็กโทรไลต์ กราไฟท์ และวัสดุโลหะ (วัสดุสแตนเลส แผ่นแพลตตินัม แผ่นตะกั่ว แผ่นไทเทเนียม ฯลฯ) ทำให้เกิดขั้วบวกคอมโพสิต วัสดุโลหะที่แทรกอยู่ใน อิเล็กโทรไลต์เป็นแคโทดสร้างวงปิด หรือกราไฟท์ที่แขวนลอยอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ในอิเล็กโทรไลต์ในเวลาเดียวกันจะถูกแทรกลงในแผ่นลบและบวกโดยผ่านอิเล็กโทรดทั้งสองวิธีที่มีพลังงานออกซิเดชันขั้วบวก พื้นผิวของกราไฟท์ถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์โบแคเตชัน ในเวลาเดียวกัน ภายใต้การกระทำร่วมกันระหว่างแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตและการแพร่กระจายของความเข้มข้น ไอออนของกรดหรือไอออนระหว่างคาแลนท์เชิงขั้วอื่นๆ จะถูกฝังอยู่ระหว่างชั้นกราไฟท์เพื่อสร้างกราไฟท์ที่ขยายได้
เมื่อเทียบกับวิธีการออกซิเดชันทางเคมี วิธีการไฟฟ้าเคมีในการเตรียมกราไฟท์ที่ขยายได้ในกระบวนการทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้สารออกซิแดนท์ ปริมาณการบำบัดมีขนาดใหญ่ ปริมาณสารกัดกร่อนที่เหลือมีขนาดเล็ก อิเล็กโทรไลต์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากปฏิกิริยา ปริมาณกรดลดลง ประหยัดต้นทุน ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ความเสียหายต่ออุปกรณ์ต่ำ และยืดอายุการใช้งาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีเคมีไฟฟ้าค่อยๆ กลายเป็นวิธีการที่ต้องการในการเตรียมกราไฟท์แบบขยายได้ หลายองค์กรที่มีข้อได้เปรียบมากมาย
วิธีการแพร่กระจายของเฟสก๊าซคือการผลิตกราไฟท์ที่ขยายได้โดยการติดต่อกับอินเทอร์คาเลเตอร์กับกราไฟท์ในรูปของก๊าซและปฏิกิริยาอินเทอร์คาเลต โดยทั่วไป กราไฟท์และเม็ดมีดจะถูกวางไว้ที่ปลายทั้งสองด้านของเครื่องปฏิกรณ์แก้วทนความร้อน และสูญญากาศจะถูกปั๊มและ ปิดผนึกดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าวิธีสองห้อง วิธีนี้มักใช้ในการสังเคราะห์เฮไลด์ -EG และโลหะอัลคาไล -EG ในอุตสาหกรรม
ข้อดี: สามารถควบคุมโครงสร้างและลำดับของเครื่องปฏิกรณ์ได้ และสามารถแยกสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ออกจากกันได้อย่างง่ายดาย
ข้อเสีย: อุปกรณ์ปฏิกิริยามีความซับซ้อนมากขึ้น การดำเนินการยากขึ้น ดังนั้นเอาต์พุตจึงมีจำกัด และปฏิกิริยาที่จะดำเนินการภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เวลาจะนานขึ้น และสภาวะของปฏิกิริยาจะสูงมาก สภาพแวดล้อมในการเตรียมต้อง เป็นสุญญากาศ ดังนั้นต้นทุนการผลิตจึงค่อนข้างสูง ไม่เหมาะกับการใช้งานการผลิตขนาดใหญ่
วิธีการเฟสของเหลวผสมคือการผสมวัสดุที่แทรกเข้ากับกราไฟท์โดยตรง ภายใต้การป้องกันการเคลื่อนที่ของก๊าซเฉื่อยหรือระบบปิดผนึกสำหรับปฏิกิริยาความร้อนเพื่อเตรียมกราไฟท์ที่ขยายได้ โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินเตอร์ลามินาร์โลหะอัลคาไล-กราไฟท์ (GIC)
ข้อดี: กระบวนการทำปฏิกิริยานั้นง่าย ความเร็วของปฏิกิริยาทำได้รวดเร็ว โดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของวัตถุดิบกราไฟท์และเม็ดมีด สามารถเข้าถึงโครงสร้างและองค์ประกอบของกราไฟท์ที่ขยายได้ เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก
ข้อเสีย: ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปนั้นไม่เสถียร เป็นการยากที่จะจัดการกับสารแทรกอิสระที่ติดอยู่กับพื้นผิวของ GIC และเป็นการยากที่จะรับประกันความสม่ำเสมอของสารประกอบกราไฟต์อินเตอร์ลาเมลลาร์เมื่อมีการสังเคราะห์จำนวนมาก
วิธีการหลอมคือการผสมกราไฟท์กับวัสดุที่มีการแทรกระหว่างความร้อนและความร้อนเพื่อเตรียมกราไฟท์แบบขยายได้ จากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนประกอบยูเทคติกสามารถลดจุดหลอมเหลวของระบบได้ (ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของแต่ละส่วนประกอบ) จึงเป็นวิธีการเตรียม GIC แบบไตรภาคหรือหลายองค์ประกอบโดยการใส่สารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป (ซึ่งต้องสามารถสร้างระบบเกลือหลอมเหลวได้) ระหว่างชั้นกราไฟท์พร้อมกัน โดยทั่วไปใช้ในการเตรียมโลหะคลอไรด์ - GICs
ข้อดี: ผลิตภัณฑ์สังเคราะห์มีเสถียรภาพที่ดี ล้างง่าย อุปกรณ์ทำปฏิกิริยาง่าย อุณหภูมิปฏิกิริยาต่ำ ใช้เวลาสั้น เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
ข้อเสีย: เป็นการยากที่จะควบคุมโครงสร้างลำดับและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการทำปฏิกิริยา และเป็นการยากที่จะรับประกันความสอดคล้องของโครงสร้างลำดับและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ในการสังเคราะห์มวล
วิธีการเพิ่มแรงดันคือการผสมเมทริกซ์กราไฟท์กับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธและผงโลหะแรร์เอิร์ธ แล้วทำปฏิกิริยาเพื่อผลิต M-GICS ภายใต้สภาวะที่มีแรงดัน
ข้อเสีย: เฉพาะเมื่อความดันไอของโลหะเกินเกณฑ์ที่กำหนดเท่านั้น จึงจะสามารถดำเนินการปฏิกิริยาการแทรกได้ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิสูงเกินไป ทำให้เกิดโลหะและกราไฟท์เกิดเป็นคาร์ไบด์ได้ง่าย เกิดปฏิกิริยาเชิงลบ ดังนั้นอุณหภูมิของปฏิกิริยาจึงต้องถูกควบคุมอุณหภูมิในช่วงหนึ่ง อุณหภูมิการแทรกของโลหะหายากจะสูงมาก ดังนั้นจึงต้องใช้แรงดันกับ ลดอุณหภูมิของปฏิกิริยา วิธีนี้เหมาะสำหรับการเตรียมโลหะ-GICS ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ แต่อุปกรณ์มีความซับซ้อนและข้อกำหนดในการใช้งานเข้มงวดจึงไม่ค่อยได้ใช้ในปัจจุบัน
วิธีการระเบิดโดยทั่วไปจะใช้กราไฟท์และสารขยายตัว เช่น KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O pyropyros หรือสารผสมที่เตรียมไว้ เมื่อถูกความร้อน กราไฟท์จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยาระหว่างปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบแคมเบียมพร้อมกัน ซึ่งก็คือ ขยายตัวในลักษณะ "ระเบิด" จึงได้กราไฟท์ขยายตัว เมื่อใช้เกลือของโลหะเป็นตัวแทนการขยายตัว ผลิตภัณฑ์จะมีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่มีกราไฟท์ขยายตัวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลหะด้วย
