石墨插层复合材料性质研究

分别选用不同的无机物和有机物作为插层剂制备石墨插层复合材料，测定了该系列产品的pH值、纯度、抗氧化性、水溶液中的导电性和吸附性，并进行了对比研究。由于插入层间的物质不同，导致了产品性质上的差异。用硝酸插层，成本低，但膨胀容小；用乙酸和乙酸酐插层，纯度高，但抗氧化性差，膨胀容也不大；用磷酸酐插层，膨胀容大，抗氧化性强，但灰份大。由于各种材料性质不同，所以使用对应根据需要选择产品。     

石墨插层复合材料制备及应用现状

介绍了化学法和电化学法制备石墨插层复合材料的发展现状，讨论了用不同插层剂制备的层间化合物的特点、插层反应的机理以及影响插层反应和石墨层化合物性质的主要因素，总结了降低可膨胀石墨中的含硫量、灰份，增大膨胀容积的主要方法。并对石墨插层化合物在新型密封材料、电极和导电材料、发热材料、吸附材料、催化剂等方面的应用作一概述。     

辅助插层剂对分步插层法制备膨胀石墨的影响

以硝酸、乙酸为主插层剂,KMnO_4为氧化剂,磷酸、硝酸为辅助插层剂,采用分步插层法制备膨胀石墨。通过单因素变量法,在研究主插层剂最佳插层条件的基础上,考察辅助插层剂(磷酸和硝酸)对制备膨胀石墨的影响。结果表明,在最佳制备条件下,膨胀石墨的膨胀体积约为116 mL/g;当加入辅助插层剂磷酸时,膨胀体积约为180 mL/g;继续加入辅助插层剂硝酸时,膨胀体积最大约为172 mL/g。说明加入辅助插层剂磷酸后石墨的膨胀体积明显增大,加入辅助插层剂硝酸后石墨的膨胀体积略有下降。用SEM进行表征,结果与单因素试验结果一致,说明辅助插层剂磷酸对石墨膨胀体积有明显影响。     

电解法制备无硫可膨胀石墨研究

尝试用电解法制备无硫可膨胀石墨，通过设备调试、电解液选择以及电流密度、电解时间等的调整，成功制取了产品。最佳工艺条件为：硝酸铵电解液浓度，35％－40％；阳极电流密度，80－90A／cm^2；电解时间，8h；最终产品膨胀倍率可达250倍，不含硫。     

用磷酸酐制备无硫可膨胀石墨的研究

以磷酸酐代替浓硫酸与硝酸混合后,在高锰酸钾作用下,与鳞片石墨反应,制得无硫可膨胀石墨。最佳反应条件是：石墨、硝酸、高锰酸钾、五氧化二磷的质量比为１∶０－５∶０－０７∶０－５ ～０－６ 。最终产品不含硫,膨胀容为２３１ｍｇ·ｇ － １ 。     

低温可膨胀石墨的制备

本实验以HClO4/NaBrO3/KMnO4/CrO3/FeCl3为氧化插层体系制备低温可膨胀石墨,研究了氧化插层试剂对膨胀容积的影响.其最佳工艺条件是在常温下反应40min,石墨、高氯酸、溴酸钠、高锰酸钾、三氧化铬、三氯化铁的最佳质量比为1∶4∶0.15∶0.15∶0.13∶0.03,制得的可膨胀石墨在220℃时膨胀...     

低能耗型可膨胀石墨的制备研究

以HClO4/CH3COOH/KMnO4为氧化插层体系制备低温可膨胀石墨, 从HClO4用量、CH3COOH用量、高锰酸钾用量、反应温度和反应时间等方面讨论了制备低温可膨胀石墨的较佳条件和物料配比。研究结果表明,制备低温可膨胀石墨的较佳反应条件为温度35℃,反应时间60 min,石墨(g)、HClO4(mL)、CH3COOH(mL)、高锰酸钾(g)的较佳配比为1:4:1.5:0.15, 由此方法制得的可膨胀石墨在400℃膨胀容积可达到423mL/g。该研究未使用任何含硫的试剂,因而制备的可膨胀石墨不含硫。      

混酸系无硫膨胀石墨的制备

以硝酸、磷酸为浸泡剂，在强氧化剂的作用下，对无硫膨胀石墨的制备进行了初步研究。最佳工艺条件为：反应时间1h，膨化温度1000℃，膨化时间30s；石墨：硝酸：磷酸：高锰酸钾为1：1：0．8：0．1。     

以四氯化钛为插层剂制备插钛膨胀石墨的实验研究

以高锰酸钾为氧化刺,硫酸、四氯化钛作插层剂,制备了插钛膨胀石墨.分别以石墨膨胀容积和插钛膨胀石墨对酸性桃红的脱色率为优化目标,通过正交实验确定了高锰酸钾、硫酸、四氯化钛与原料石墨的最佳配比以及反应温度;对各种形式的石墨进行了XRD表征.实验确定以膨胀容积为目标制备插钛膨胀石墨的适宜反应条件为:石墨:KMnO4:H2SO4(75%):TiCl4=1:0.5:3.0:0.35,反应温度45℃,反应时间60min,膨胀石墨的膨胀容积为410mL/g;以脱色率为考察目标制备插钛膨胀石墨适宜条件为:质量比石墨:KMnO4:H2SO4(75%):TiCl4=1:0.5:4.0:0.4,反应温度为45℃,反应时间60min,浓度为100mg/L酸性桃红12h脱色率为56.5%.XRD证实了石墨层间化合物的生成,可膨胀石墨中钛以Ti(SO4)2以及锐钛型TiO2形式存在,膨胀石墨中以钛氧化物形式存在.热重-质谱联用(TG-MS)分析证实了可膨胀石墨膨胀过程中SO2的产生.     

辅助插层剂乙酸对微波法制备膨胀石墨的影响

以天然鳞片石墨为原料,KMnO4为氧化剂,HNO3为主插层剂,CH3COOH为辅助插层剂,采用微波法制备膨胀石墨,利用扫描电镜(SEM)进行微观形貌分析.考察辅助插层剂乙酸对膨胀效果的影响,探究膨胀石墨的最佳制备条件.结果表明,辅助插层剂乙酸对膨胀体积影响显著,EG3(HNO3+CH3COOH混酸作插层剂)的膨胀体积是...     

低碳含量石墨制备可膨胀石墨研究

为解决低碳含量石墨采用环保氧化剂膨胀容积低的问题,本研究采用低碳含量(93%)石墨,以H2O2-H2SO4-(NH4)2S2O7作复合氧化插层剂,得到一种由低碳含量石墨制造膨胀石墨的技经最佳的工艺方法.石墨、H2O2、H2SO4、(NH4)2S2O7的最佳质量比为1∶0.18∶3.0∶0.10,最佳反应温度为50℃,最佳干燥温度为30℃.在此最佳工艺条件下,石墨的膨胀容积不低于210ml/g,满足了柔性石墨生产的需要.     

莫桑比克可膨胀石墨的制备与研究

以莫桑比克天然鳞片石墨为原料,采用K_2Cr_2O_7/HClO_4/H_3PO_4为氧化插层剂,制备可膨胀石墨。在K_2Cr_2O_7用量、HClO_4用量、H_3PO_4用量、反应温度和时间的单因素条件基础上,确定反应工艺:m(石墨)/m(K_2Cr_2O_7)/V(HClO_4)/V(H_3PO_4)=1∶0.1∶3.67∶1.33(g∶g∶mL∶mL),反应温度30℃,时间40min。最终制得可膨胀石墨在600℃温度下,膨胀体积可达340mL/g。XRD物相分析和红外光谱分析证明ClO_4~-、H_2PO_4~-、HPO_4~(2-)和PO_4~(3-)的插入使得膨胀过程顺利进行。     

HClO4/HNO3混合酸法制备无硫可膨胀石墨研究

探索了以高氯酸-硝酸混合酸为复合氧化插层剂、冰乙酸为辅助插层剂,制备无硫可膨胀石墨的工艺。其最佳反应条件为:石墨∶混合酸∶冰乙酸为1∶2∶(1￣1.5),混合酸中浓硝酸与高氯酸之比值为1,氧化温度为40℃,氧化时间为1h,该条件下制备的无硫可膨胀石墨的膨胀容积可达240mL/g,灰分为0.9%。     

水分对可膨胀石墨膨胀容积的影响

水分是可膨胀石墨膨胀容积的重要影响因素之一。通过测定3个不同温度下不同时间点的水分、膨胀容积,研究了水分、膨胀容积的关系,证明温度越高蒸发速率越快,随着时间的延长,蒸发速率逐渐降低。同时得出各温度下干燥时间与水分的关系及含水量与膨胀容积的关系。在含水约3.0%时,膨胀容积达到最大,为370 m L/g。     

微波法制备纳米多孔石墨

介绍了微波法制备纳米级多孔石墨的过程 ,以及采用汞压入法测量该多孔石墨的孔结构。与高温电炉膨化法相比 ,微波法制备的多孔石墨具有很好的纳米孔隙 ,孔径分布基本上在 4～ 10 0nm范围内 ;而传统的高温电炉膨化的多孔石墨的孔隙直径分布 ,在纳米和微波之间的过渡区域 ,二者之间存在差别。同时 ,实验结果显示纳米多孔石墨的孔结构 ,受到石墨插层物制备时水洗次数 (水洗液的pH值 )、膨化过程的微波作用时间以及鳞片石墨细度的影响     

利用封闭剂制备高起始膨胀温度可膨胀石墨

以天然鳞片石墨为基质,85%的硫酸为插入剂,高锰酸钾为氧化剂,经氧化、插入、封闭、陈化等过程,制备出起始膨胀温度310℃、膨胀容积270mL/g的高起始膨胀温度的可膨胀石墨.研究了可膨胀石墨起始膨胀温度、膨胀容积的影响因素;得出了制备高起始膨胀温度可膨胀石墨的最佳反应条件及物料配比;提出了使用封闭剂制备可膨胀石墨的新方法,该法与传统方法相比,制品起始膨胀温度提高近50℃.