由于石墨是一種非極性材料,單獨采用極性小的有機或無機酸難以插層,一般必須使用氧化劑。化學氧化法一般是將天然鱗片石墨浸泡在氧化劑和插層劑的溶液中,在強氧化劑的作用下,石墨被氧化而使石墨層的中性網(wǎng)狀平面大分子變成帶有正電荷的平面大分子,由于帶有正電荷的平面大分子層間同性正電荷的排斥作用,石墨層間距離加大,插層劑插入石墨層間,成為可膨脹石墨。
可膨脹石墨酌化學氧化法制備工藝中需采用氧化劑。化學氧化法使用的氧化劑一般有固體氧化劑和液體氧化劑兩類。固體氧化劑有KMn04、KCI04、NaCl03、 (NH4) 2S207等,液體氧化劑有H2S04、HNO3、HCIO4、H202等。固體氧化劑一般反應劇烈,有危險性,價格高,產(chǎn)品灰分大,且污染環(huán)境。液體氧化劑H2S04、HNO3等惡化操作環(huán)境、污染水質(zhì),H202反應溫和,污染小。
對于可膨脹石墨來說,膨脹容積和含硫量是兩個重要的產(chǎn)品指標,一般希望膨脹容積高,含硫量低??膳蛎浭暮蛟趹弥袝υO備產(chǎn)生腐蝕作用,傳統(tǒng)的可膨脹石墨多采用H2S04作為氧化劑和插層劑,含硫量常常過高(如3%~4%),不能適應柔性石墨等重要領域的應用要求。因此近年來,低硫可膨脹石墨和無硫可膨脹石墨,特別是無硫可膨脹石墨成為可膨脹石墨研究開發(fā)的重要方向,研究者做了大量的工作并取得了突破性的成果。此外,傳統(tǒng)的可膨脹石墨一般要在900—1000℃的高溫下才能膨脹達到200倍以上,在一些應用領域希望其膨脹倍數(shù)達到200倍以上的膨化溫度愈低愈好,因此低溫可膨脹石墨最近已成為可膨脹石墨研究開發(fā)的新方向。