石墨与膨胀石墨

石墨具有显著的各向异性,层间距较大,易插入其他原子或分子化合物而形成石墨层间化合物。某些层间化合物在高温下急骤分解气化,沿薄弱的C轴方向膨胀,形成膨膨石墨。本文将叙述石墨、石墨层间化合物、膨胀石墨的结构特征和膨胀石墨的性质及其应用。     

石墨炔及其聚集态结构与性能研究进展

石墨炔是由sp和sp²杂化形成的具有一种新型二维网络结构的碳的同素异形体,具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性。由于其具有特殊的电子结构及类似硅的优异的半导体性能,石墨炔有望广泛应用于电子、半导体与光电器件、催化以及新能源领域。本文总结了石墨炔的结构、超分子类石墨炔结构、石墨炔的多层超分子聚集体结构、类石墨炔碳纳米网络结构及其设计策略、石墨炔的力学性能等研究进展,对其在2D负泊松比材料分子设计研究方面进行了展望。     

石墨层间化合物

石墨层间化合物是一种新型的分子、原子水平上的复合材料。本文以七十年代末以来石墨层间化合物的理论研究和工程应用两方面进展为中心,对插入物的种类、石墨层间化合物的结构特征、合成方法、化学及物理特性以及工程应用前景等几方面内容进行了综合评述。     

石墨层间化合物和膨胀石墨

石墨是一种典型的层状结构炭材料 ,其各层面间由较弱的范德华力连接 ,所以人们可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨的层间 ,生成一种新的层状化合物 ,这种材料被称做石墨层间化合物 (GraphiteIntercalation Compound,简称 GIC)。实验室常用的合层方法有加热法、化学法、电化学法、光化学法等。不同种类的插入物将导致不同的插层结构 ,使其既不同于母体石墨 ,也不同于客体材料 ,而赋予了石墨层间化合物独特的物理和化学性能 ,如高导电性 ,超导特性 ,电池性能 ,催化特性 ,膨胀性能等。天然鳞…     

第八讲 石墨层间化合物

一、绪言在石墨的层间插入各种分子、原子、离子就生成石墨层间化合物(graphite int—ercalation Compoud)。例如在适当氧化剂存在下将石墨浸渍于浓硫酸中,它就会膨胀生成深兰色的石墨层间化合物,这是很早就了解到的。石墨层间化合物具有作为主体     

氘束轰击石墨化学腐蚀的实验研究

石墨的化学腐蚀实验是在ＬＡＳ－２０００二次离子质谱仪的分析室中进行的，入射氘离子束以３ｋｅＶ的能量单独轰击或和一中和电子束联合辐照石墨，石墨温度从３００－１０００Ｋ可调。石墨在辐照下释放的产物用四极质谱探头进行了原位的分子束质谱分析，得到了１．３μＡ／３ｋｅＶ氘束轰击下石墨释放氘甲烷（ＣＤ４）温度特性，在７８０Ｋ处有一个释放高峰。分析研究了氘甲烷的温度特性，提出氘甲烷产额γ除与石墨表面的氘原子密度     

热处理条件对氧化石墨结构和导电性能的影响

氧化石墨是石墨的氧化产物．由于它的碳层表面引入了很多极性功能团，使得很多分子都能够嵌入其层间形成纳米复合物，但也正是这些功能团使得它散失了石墨良好的导电性。为了考察氧化石墨受热处理后还原的可能性，通过X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱分析以及元素分析等手段研究了氧化石墨在不同热处理条件下的结构变化。研究发现热处理时的升温速度对氧化石墨的结构影响很大，快速升温时，氧化石墨迅速分解，发生膨胀形成类似于膨胀石墨的含有丰富的50nm至5μm左右孔洞的一种结构；而当缓慢升温时，氧化石墨随着热处理温度的升高，逐渐恢复成类似于石墨的结构，同时电导率也随热处理温度的升高而提高，当热处理温度高于180℃时，电导率大于1S／cm。这些结果表明利用氧化石墨作为前驱体，通过先制备聚合物／氧化石墨纳米复合物后经热处理来得到导电性的聚合物／碳纳米复合材料是可行的。     

用柔性石墨制备低密度膨胀石墨块

通过在浓硫酸或浓硝酸中浸泡柔性石墨纸（板），然后在200℃～750℃膨化制备了低密度膨胀石墨块。研究了插层剂、插层时间和膨化温度对膨胀石墨块体积密度和外形完整程度的影响。结果表明：膨化温度越高，制得的膨胀石墨块密度越低，越难获得完整的外形。以浓硫酸或浓硝酸插层时，适宜的膨化温度分别约为550℃和650℃，插层时间应为3h以上。发现膨胀石墨块主要存在两种外观，一种为均匀膨胀，另一种为非均匀膨胀。     

石墨发展概论

石墨发展概论何其欣，李志彤（青岛华杰石墨制品有限公司）古往今来，人们对任何物质的认识和利用都有一个由浅入深、漫长而复杂的过程。矿物质石墨就是一个很好的例子。石墨的发展史关于石墨早在纪元前五世纪的《山海经》中的《西山经》、《中山经》就记载了出产石涅的情...     

石墨第一壁化学腐蚀的温度特性

石墨的化学腐蚀实验是在ＬＡＳ－２０００二次离子质谱仪的分析室中进行的，入射高能氘离子束单独轰击或和一中和电子束联合轰击石墨以模拟等离子体辐照。石墨样品的温度从３００～１０００Ｋ可调。石墨样品是从进行过氢离子辐照实验的ＳＭＦ－８００石墨第一壁组件上切割下来的，它在氘束轰击下释放的产物（Ｍｅ－１＝２～４４范围内）用四极质谱探头ＳＱ１５６进行原位的分子束质谱分析，得到了在１．３μＡ／３ｋｅＶ氘束轰击下石墨样品释放氘甲烷（ＣＤ４）的温度特性，在７８０Ｋ温区有一个因增强的化学腐蚀而形成的释放高峰。分析研究了氘甲烷的温度特性     

石墨及其改性产物研究进展

天然石墨是具有片层结构的含碳无机材料,层间由范德华力连接,可用物理或化学方法将其它分子、原子、离子甚至原子团插入其层间,生成石墨层间化合物(GIC);GIC经高温膨胀可得到体积为其几百倍的膨胀石墨(EG);在超声粉碎时,膨胀石墨上的石墨微片剥离,得到纳米石墨微片(NanoG)。近年来,富勒烯(Fullerence)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(Graphene)的先后开发,为石墨家族注入新的活力,并为其应用开辟了新的空间。系统论述了天然石墨及其改性产物如EG、NanoG、Graphene、CNT、Fullerence的结构、制备方法、性质及用途。     

膨胀石墨的吸附作用

本文介绍了膨胀石墨吸附性能研究现状，讨论了膨胀石墨的微观结构，表面特性和吸附特性。在此基础上对膨胀石墨吸附方面的应用进行了综述，讨论了进一步研究的方向。     

修饰石墨用作锂离子电池负极材料的研究

采用将高分子聚合物（例如酚醛树脂）包覆于石墨表面形成高分子碳化的方法,对石墨进行表面修饰处理,大大改善了石墨用作锂离子电池负极的性能。通过电化学测试发展,修饰石墨首次充放电效率达到９４．９％,比容量为３０６．１ｍＡｈ／ｇ,并且经过１００次循环后,比容量误差率公为８．２％。通过ＳＥＭ观察和ＸＲＤ衍射分析发现,石墨颗粒表面修饰对颗粒细化,提高锂离子嵌入活性点。防止溶剂分子共嵌入均有增强作用。     

不同初始结构碳纤维石墨化进程趋同性研究

为优化碳纤维的石墨化工艺,利用拉曼光谱对碳纤维在石墨化过程中的结构变化进行了研究,分析比较了两种碳纤维石墨化进程的异同.结果表明:纤维在高温下发生脱氮与石墨化转变反应,脱氮反应会在石墨微晶中留下分子级空洞,氮原子脱除越多,微晶内空洞越多;石墨化转变促使石墨微晶生长、结构完善.两种纤维氮元素含量不同造成其初始结构不同,氮含量越低,纤维石墨化程度越高.氮原子脱除程度不同引起两种纤维石墨化进程存在差异,热处理温度高于1 800℃时,不同初始结构碳纤维中的氮原子都脱除完全,纤维中碳化学结构趋于相同,石墨化进程出现趋同性.     

煤基石墨与工业用石墨性能比较

煤基石墨与工业用石墨性能比较ＡｒｔｈｕｒＳＰａｖｌｏｖｃｅｔａｌ引言在过去由于从煤焦油申去除高含量的灰分以及纯化非常困难，所以人造高纯度石墨的生产都采用石油焦作为原料。（１）最近在西弗吉尼亚大学（ＷＶＵ），一种应用Ｎ－甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ）的溶剂分离...     

膨胀石墨孔结构的影响因素

本文简述了膨胀石墨孔结构的特点，研究了电化学法，化学法制造膨胀石墨时工艺参数对膨胀石墨孔结构的影响规律，并讨论了将膨胀石墨蠕虫粉碎后孔结构的变化情况。     

石墨表面修饰补强天然橡胶的性能

选用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(NDZ-105)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对石墨进行表面处理,研究改性石墨复合材料的硫化、力学、耐切割、加工等性能。结果表明:石墨在橡胶基体中的分散性明显提高,石墨和橡胶分子链之间形成的物理缠结点增多;改性材料的100%、300%的定伸强度及拉伸强度均明显提高,耐切割性能均有提升;KH570改性石墨材料的综合性能最好;Payne效应明显减弱,但动态损耗因子略有增大。     

石墨拉西环制备工艺研究

本文选用胶体石墨为主要原料，采用烧结工艺制备石墨拉西环，详细探讨了粘结剂，成型工艺及热处理工艺对石墨拉西环性能的影响，结合ＳＥＭ对拉西环进行了结构分析，所制得的拉西环性能优同类规格的进口产品。     

石墨层间化合物—它的生成和应用

前言石墨具有碳原子的六角纲平面的层状重叠结构。在层与层之间,将许多原子,分子或离子嵌入(或插入)就生成化合物。这就是石墨层间化合物(Granhite Intercalation Compounds)。以前,在十九世纪初,用石墨和     

天然石墨/陶瓷复合材料的制备及其性能

为了拓展天然石墨的应用领域，通过热压工艺，在天然石墨中掺杂B、Si和Zr陶瓷组元，制备了天然石墨／陶瓷复合材料，利用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构，并探讨了掺杂组元以及天然石墨颗粒大小对材料性能的影响．结果表明：掺杂Zr可有效地提高石墨材料的热导率，B的加入可有效地提高石墨材料的力学性能，而Si的加入可加速Zr对石墨材料的催化石墨化；随着天然石墨粒径的增加，制得石墨材料的热导率也随之增加，其中，以粒径为13μm的天然石墨制得的材料强度和密度为最优。