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…     

石墨层间化合物

一、前言石墨层间化合物是具有特点的功能材料之一。例如它在作为重量轻的高导电材料、催化剂材料、贮氢材料、同位素分离材料和电池电极材料等方面都引起人们的注意。从炭、石墨材料的立场看的话,随其多样性的进一步扩大,这方面有着广泛的前景。     

纳米复合材料——石墨层间化合物研究进展

介绍了纳米复合材料--石墨层间化合物(GICs)的发展过程和研究现状,重点阐述了GICs纳米复合材料的制备方法和机理,总结了GICs纳米复合材料的膨化方法及其应用领域,并对材料的发展趋势进行了展望.     

混合法制备FeCl3-石墨层间化合物的初步研究

研究了混合法制备ＦｅＣｌ３－ＧＩＣ的反应温度、反应时间和Ｃ／ＦｅＣｌ３摩尔比对产物阶结构的影响。结果表明：反应温度是影响产物阶结构的主要因素;随着反应时间延长和Ｃ／ＦｅＣｌ３摩尔比减小,产物中低阶相的量增大,共存石墨减少;在适宜的条件下可制得纯一阶的ＦｅＣｌ３－ＧＩＣ。     

石墨层间化合物的功能和应用

一、引言在石墨层间容易插入离子化势小的碱金属和电子亲和力大的卤素、卤化物、酸等、现在知道的许多石墨层间化合物,它们全部是电荷移动络合物,基质—嵌入物间的化学结合,多数场合为弱离子性。这样的离子结合性石墨层间供电子的层间化合物分为(两种     

再次插入法制备超大膨胀体积石墨层间化合物(英文)

为进一步增大膨胀石墨的膨胀体积,用二次插入的方法制备了石墨层间化合物。首先用化学氧化法制备了膨胀体积为250mL/g的可膨胀石墨,然后以膨胀体积为250mL/g的可膨胀石墨为原料,用二次插入的方法制备了膨胀体积为380mL/g的膨胀石墨。讨论了各种反应物比率、反应温度和反应时间对膨胀体积的影响。对制得的膨胀石墨进行了各种表征,XRD谱显示产物保持了天然石墨的层状晶体结构,但是产物的石墨层间距离增大。扫描电镜照片显示通过二次插入石墨层间确实被进一步打开。结果显示这种新的制备方法是可行的,它为纳米石墨材料的研究提供了新的思路。     

石墨晶体结构及石墨层间化合物对摩擦性能的影响

综述了石墨晶体结构和缺陷对吸附气体分子或插入原子，分子等的作用及其对润滑性能的影响，期望对石墨层间化合物的进一步深入研究，可开发出新的石墨润滑材料。     

FeCl3-CuCl2-石墨层间化合物工艺参数研究

本文系统地研究了熔盐法合成FeCl3-CuCl2-GICs工艺参数对插入率、阶结构、反应进行程度的影响.通过改变反应温度、加热时间及原料配比,揭示出石墨层间化合物工艺与结构的内在联系.     

The preparation and morphology characteristics of exfoliated graphite derived from HClO4-graphite intercalation compounds

Natural flake graphite (NFG) and perchloric acid (PA) were used as host material and intercalating agent, respectively, to synthesize graphite intercalation compound (GIC) through chemical method in the binary HClO₄-graphite system. The HClO₄-GIC was exfoliated above 200 °C to produce exfoliated graphite (EG). The exfoliating ability of HClO₄-GIC was characterized through its exfoliated volume (EV), i.e. the apparent volume of EG of per unit weight. The effect of some technological parameters on the EV was discussed in detail. The HClO₄-GIC prepared under the condition: the intercalating reaction temperature, time and the mass ratio of PA to NFG being 120 °C, 30 min and 5/1, respectively, has an outstandingly exfoliating ability at low temperature (200 °C) and its EV can attain 360 cm³/g. In addition, the morphology characteristics of EG were characterized by scanning electron microscope.     

熔盐法合成金属氯化物-石墨插层化合物的判据

研究了熔融盐状态下金属氯化物-石墨层间化合物的合成判据.根据插层反应热动力学及化学键理论,选取元素的电负性和离子势作为键参数,并设计键参数函数λ为客体材料的遴选判据.基于键参数函数图对金属氯化物发生插层反应的难易程度和产物稳定性进行理论预估.研究结果表明:键参数函数图中λ≤1.2区域内的金属氯化物在700℃以下即可发生插层反应,且所得产物较为稳定;在1.2≤λ≤1.8区域内相应的客体材料在低温下很难单独插入石墨层间,常与低熔点氯化物形成共熔体后一起插入石墨层间;在λ≥1.8区域内大多为碱金属氯化物和碱土金属氯化物,理论分析认为这类物质的插层反应不适宜采用熔盐法.     

超微粉石墨层间化合物FeCl3-NiCl2-GICs的制备及电磁性能研究

以微粉石墨为主体材料合成出不同阶结构的FeCl3-NiCl2-GICs.应用XRD、SEM对产物的晶体结构与表面形貌进行分析表征.采用范德保法测量产物在常温常态下的电阻率,用MODEL9600振动磁强计测量GICs在0～7.958×105A/m磁场强度下的磁化强度、磁化率.测量数据表明异类原子FeCl3、NiCl2插入石黑层间后,GICs的电导率增加1.3～2.9倍,其磁性由石墨的抗磁性转变为顺磁性.     

膨胀石墨CuCl2-NiCl2-层间化合物磁性研究

在膨胀石墨ＣｕＣｌ_２－ＮｉＣｌ_２－ＧＩＣｓ合成和电性研究基础上,采用ＭＯＤＥＬ１５５振动磁强计测量了ＧＩＣｓ在０～７．９５８×１０^５Ａ／ｍ磁场强度下的磁化强度、磁化率．发现ＣｕＣｌ_２－ＮｉＣｌ_２引入石墨层间,形成ＧＩＣｓ后磁性升高．与膨胀石墨相比,ＧＩＣｓ的磁化率大约提高了２～３个数量级．ＧＩＣｓ的磁性不但由石墨的抗磁性转变成为顺磁性,磁化曲线斜率由负变正,而且随着阶结构、 ＣｕＣｌ_２和 ＮｉＣｌ_２比例变化, ＧＩＣｓ磁性发生变化．氯化镍含量在 ５０％以下,表现为强烈的顺磁性;５０％时,磁化曲线出现最大值,表现为铁磁性．＞５０％,达到６０％、８０％时,铁磁性更明显．ＧＩＣｓ阶数升高,铁磁性降低．     

熔盐法合成三元FeCl3-NiCl2-石墨层间化合物的研究

采用熔盐法，以天然鳞片石墨为宿主，NiCl2与FeCl3的混合物为插层剂合成三元FeCl3—NiCl2—GIC。考察了石墨与氯化物的摩尔比、NiCl2与FeCl3的摩尔比、反应温度和反应时间等工艺因素对产物阶结构和产物中Ni与Fe原子比的影响，探讨了NiCl2与FeCl3在石墨层间的插层过程。研究结果表明，改变反应体系中石墨与氯化物的摩尔比、NiCl2与FeCl3的摩尔比、反应温度和恒温时间，可以得到阶结构和Ni／Fe原子比不同的：FeCl3—NiCl2—GIC，产物中的。Ni／Fe原子比随反应体系中NiCl2与FeCl3的摩尔比的增大、反应温度的提高而增加。当石墨／氯化物的摩尔比为3：1，NiCl2／FeCl3的摩尔比为3：7，反应温度为400℃，反应时间为72h时，所得产物为一阶FeCl3—NiCl2—GIC。反应过程中存在FeCl3先插入石墨层间，然后NiCl2逐渐替换FeCl3的插层反应机制。     

浸渍硼氧化物改善柔性石墨的氧化稳定性和力学性能

膨胀石墨经硼氧化物浸渍修后辊轧制成柔性石墨箔.应用激光质谱、X-光电子谱、扫描电镜和热重测定分析了所制柔性石墨箔.结果表明:浸渍硼氧化物后石墨箔的初始氧化温度提高了约150℃.即使浸渍少量(质量分数低于2％)的硼氧化物也能提高此材料的拉伸强度.纵观其浸渍改善效果,可能归因于膨胀石墨粒中与石墨片层化学键合的硼氧化物堵塞了其活性位点所致.     

原位插层聚合制备PVC/膨润土复合材料及性能初步研究

以新疆夏子街钠基膨润土为原矿制备的有机膨润土,通过原位插层聚合法制备了PVC/膨润土复合材料.通过对该复合材料的力学性能分析,复合材料的断裂伸长率为42%,比原PVC基体提高51.5%;复合材料的抗冲击强度为15.58 kJ/m2,比原PVC基体提高2.1倍;复合材料的拉伸强度为42.82 MPa,比原PVC基体提高14.6%.由此表明,复合材料的综合性能明显提高.SEM分析表明,PVC/膨润土复合材料具有明显的韧性特征;XRD分析表明,该复合材料是一种剥离型的复合材料.     

超声剥离制备石墨烯纳米片及其结构表征

以鳞片石墨为原料,采用插层氧化法制得可膨胀氧化石墨,然后经高温热解获得膨胀石墨,再通过超声剥离得到石墨烯纳米片,采用FTIR、XRD、SEM、TEM和Raman对所得石墨烯纳米片的微观结构进行表征。结果表明,可膨胀氧化石墨在800℃高温热解30 s得到膨胀体积最大的膨胀石墨,由80目和100目鳞片石墨制得的膨胀石墨的最大体积分别为215 mL/g和85 mL/g,且在50℃条件下超声剥离5 h分别得到30~50层和6~20层的石墨烯纳米片。     

Synthesis and superconducting properties of CaC6

Among the superconducting graphite intercalation compounds, CaC₆ exhibits the highest critical temperature T_c=11.5 K. Bulk samples of CaC₆ are obtained by immersing highly oriented pyrographite pieces in a well-chosen liquid Li–Ca alloy for 10 days at 350 °C. The crystal structure of CaC₆ belongs to the space group. In order to study the superconducting properties of CaC₆, magnetisation was measured as a function of temperature and direction of magnetic field applied parallel or perpendicular to the c-axis. Meissner effect was evidenced, as well as a type II superconducting behaviour and a small anisotropy. In agreement with calculations, experimental results obtained from various techniques suggest that a classical electron-phonon mechanism is responsible for the superconductivity of CaC₆. Application of high pressure increases the T_c up to 15.1 K at 8 GPa.