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。     

TiO2负载工艺对膨胀石墨吸附原油性能的影响

将异丙醇钛盐与水洗后的可膨胀石墨，或者与水洗并干燥后的可膨胀石墨混合并加热，分别制备了负载TiO2的两种膨胀石墨吸附材料-膨胀石墨／TiO2-1（记为EG／TiO2-1）和膨胀石墨／TiO2-2（记为EG／TiO2-2）。结果表明：异丙醇钛盐与水洗后的可膨胀石墨混合后，部分TiO2溶胶存在于石墨层间；而与水洗并干燥后的可膨胀石墨混合后，绝大部分TiO2溶胶分布在石墨层表面及边缘。EG／TiO2-1和EG／TiO2-2对原油的最大吸附量分别为57g／g和55g／g。     

膨胀石墨对水面浮油的吸附性能

以硫酸为插层剂、过氧化氢为氧化剂,用化学法制备了膨胀石墨,分析了膨胀石墨对水面原油的吸附过程,测试了膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量。结果表明:膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量均与油的黏度和温度有关,最大吸附量随温度的升高而升高,随黏度的升高而降低。     

影响膨胀石墨膨胀容积因素的研究

以硫酸（98％）为插层剂、过氧化氢（30％）为氧化剂，用化学法制备膨胀石墨。通过正交实验确定最佳制备备件。结果表明：当石墨与硫酸重量比为1：3，硫酸与过氧化氢体积比为1：0．1，反应时间90min，反应温度50℃，膨化温度1000％，膨化时间20s时，膨胀石墨的膨胀容积可达250ml／g。     

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…     

膨胀石墨的尺寸效应

以不同产地、不同粒度的鳞片石墨为原料, 采用硫酸、硝酸、高锰酸钾的适当配比为氧化剂制备膨胀石墨, 发现石墨膨胀倍数从粒度>420μm的750mL/g减小至95～85μm的110mL/g. 电镜及压汞法观察膨胀石墨的形貌及微孔的特征, 表明膨胀石墨的孔隙大小随粒度减小而减小, 反映出膨胀石墨存在尺寸效应.不同粒度的膨胀石墨的灰分、硫分和对机油的吸附能力不同, 与不同粒度膨胀石墨制备的柔性石墨板的抗拉强度也不同. 这种效应源自石墨的结晶程度的不同.     

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。     

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。     

新型碳材料—膨胀石墨

一、引言膨胀石墨又称柔性石墨,是一种软质炭素材料;这种材料是70年代首先由美国联合碳化物公司开发应用,于80年代初开始引进我国。膨胀石墨除保留原来石墨的耐热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外,还具有石墨不曾有的轻质、柔软、富有弹性、耐低温和有机溶剂等特性,适用于石油、化工、电力、冶金、机械、医药、食品等工业与腐蚀介质接触部位的密封。膨胀石墨本身无毒、无腐蚀性,是解决工业生产中跑、冒、滴、漏现象较为理想的材料。近年来,通过实际应用,已经引起人们的广泛注意和重视,膨胀石墨大有取代石棉、橡胶等传统密封材料的趋势。     

膨胀石墨的表面修饰及其对甲醛吸附性能研究

以氧化插层法制备的膨胀石墨(expanded graphite,EG)为吸附剂,采用十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium btomide,CTAB)对EG进行表面修饰(改性).研究改性和吸附工艺对EG吸附甲醛气体性能的影响.结果表明:改性荆的浓度对EG吸附甲醛气体有较大影响,当CTAB的浓度为0.04 mol/L时,改性EG对甲醛的吸附效果较好.随着改性温度和时间的增加,改性EG对甲醛的吸附量先增加后减少,最佳改性温度和时间分别为70℃和90min.在室温(25℃)下,改性EG对甲醛气体的吸附效果较好.最佳工艺条件下,改性EG对甲醛气体的吸附量高达840mg/g.     

膨胀石墨对各种油类的吸附动力学

通过对吸附率(有效吸附系数)Ks和饱和吸附量msat的测量,描述了粘度为0.001 Pa·s～0.850 Pa·s的各种油类在膨胀石墨柱中的吸附动力学,发现吸附率Ks对油类粘度有很强的相关性.吸入膨胀石墨柱中的饱和吸附量msat几乎恒定在50kg/kg,该值略低于由膨胀石墨块直接浸渍在油中测得的吸附容量,这是由于所吸附的油沿膨胀石墨柱高度存在重力梯度.     

制备低硫可膨胀石墨的研究

研究了以过二硫酸铵作氧化剂低硫可膨胀石墨的制备，找到了在较低温度下，制备低硫可膨胀石墨的最佳条件。即过二硫酸铵和石墨的重量比为１５％；反应温度为５５℃；反应时间为４０ｍｉｎ；硫酸浓度为９８％；硫酸与石墨的重量比为４∶１，草酸和硝酸（浓度为６５％）的重量比为７．５％时，所制得的可膨胀石墨含硫量为０．６５％，膨胀容积为２００ｍＬ／ｇ可膨胀石墨。并且，其终端产品柔性石墨具有优良的力学性能和抗氧化性能。     

水交换法制备低温可膨胀石墨的研究

采用一种新型的水交换法制备工艺,以天然石墨、高锰酸钾、浓硫酸为原料,制得了在160℃时即可发生膨胀的低温可膨胀石墨.采用热失重分析(TGA)、傅立叶转换红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征与分析.结果表明,通过水交换法使得插入石墨层间的主要物质为水,水在低温下瞬间汽化对石墨片层产生张力,导致石墨低温膨胀.因此,石墨发生膨胀时无有害小分子释放,对环境友好.     

膨胀石墨／TiO2中原油的降解性能

以膨胀石墨（EG）为载体,钛酸丁酯为钛源,采用两种工艺制备了膨胀石墨／TiO2,产物分别记为EG／TiO2-1和EG／TiO2-2。XRD分析了产物的物相并确认TiOz已负载到膨胀石墨中。使用FT-IR光谱分析了被吸附原油的降解。结果表明：在紫外光（UV）照射下,吸附在纯EG、EG／TiO2-1和EG／TiO2-2中的原油均能被降解。原油在三种情况下降解程度顺序为：EG／Ti02-2〉EG／TiO2-1〉纯EG。     

膨胀石墨对重油和生物体液的吸附-来自中国的研究

膨胀石墨(简称EG)是通过将残留石墨层间化合物(简称GIC)快速加热到约1000℃而分解、膨胀制得的。这种材料具有较大比表面积和较强表面活性,因此,EG可以吸附重油和粘稠性有机液体。本文综述了清华大学研究组近年来所进行的膨胀石墨吸附重油和生物体液的研究成果。     

膨胀石墨/TiO2/NiO对原油的吸附及被吸附原油的降解性能研究

将硝酸镍与氨水的反应产物、异丙醇钛盐和水洗并干燥后的可膨胀石墨混合，加热，制备出膨胀石墨／TiO2/NiO复合吸附材料。分别采用SEM、XRD和FT-IR对产物进行了表征，测定了产物对原油的最大吸附量，并对比了吸附在膨胀石墨／TiO2和膨胀石墨／TiO2/NiO中原油的降解程度。结果表明：每克膨胀石墨／TiO2／NiO最多可吸附原油56g；在紫外光（UV）照射下，吸附在膨胀石墨／TiO2和膨胀石墨／TiO2／NiO中的原油均能被降解掉，其中吸附在膨胀石墨／TiO2／NiO中的原油远比吸附在膨胀石墨／TiO2的原油降解得快。     

磁性膨胀石墨的制备及性能

分别采用共沉淀法、柠檬酸盐法和瞬时共烧法制备了磁性膨胀石墨样品;采用SEM、EDS能谱和磁滞回线研究了样品的微观形貌与性能.结果表明,采用柠檬酸盐法制备的膨胀石墨样品,铁氧体在表面和层问的沉积效果良好,磁性较强.     

爆轰裂解可膨胀石墨制备石墨微粉

在不改变石墨原始结构与成分的基础上,利用冲击波对可膨胀石墨进行爆轰,收集爆轰灰,进行X射线衍射、SEM的测量分析以及BET法测定比表面积。结果表明,可膨胀石墨经过爆轰后,得到了颗粒大小为1μm～10μm的石墨粉,比表面积由8.096m^2/g增大至47.48m^2/g,并且孔隙变得更为均匀,常规研磨设备是无法达到这种效果的。为石墨的细化提供了一种更为简便快捷而又节省能源的方法。     

以冰醋酸为介质制备低硫可膨胀石墨

以冰醋酸为介质，用酸性高锰酸钾作氧化剂制备低硫可膨胀石墨，筛选出制备的最佳条件，采用ＵＶ－Ｖｉｓ，ＸＲＤ等手段对石墨层间化合物予以分析。