细鳞片膨胀石墨材料工业化生产可行性研究

本文报道了采用化学方法，利用160目＜N＜100目的细鳞片石墨制备膨胀石墨的实验研究结果。在调查研究膨胀石墨工业化生产各个环节的基础上，论证了细鳞片膨胀石墨材料工业化生产的可行性。     

膨胀石墨制备石墨烯的可行性研究

本文以鳞片石墨为原料,采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备膨胀石墨,再采用超声剥离法制备出少层数石墨烯片;并对制备膨胀石墨时的相关影响因素及插层机理作了初步探讨。结果表明：对不同工艺条件下制备的膨胀石墨,其层间距变化非常微小,但是其衍射强度却有明显下降;不管是细鳞片石墨还是大鳞片石墨制备成膨胀石墨,再次进行酸化处理后,加入插层剂后经过超声剥离就可以得到少层数的片状石墨烯。膨胀石墨制备石墨烯,不失为一种能高效、可行地方法。     

攀枝花细鳞片石墨发展的节点问题探讨

本文分析了攀枝花细鳞片石墨资源在产业发展中存在的问题,提出了细鳞片石墨的发展方向,并对石墨产业的发展进行了探讨。     

高膨胀体积无硫可膨胀石墨的制备与表征

以天然鳞片石墨为原料,高氯酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂,采用化学氧化法制备无硫可膨胀石墨,利用正交试验方法优化出最佳工艺条件为C∶KMnO_4∶HClO_4(g∶g∶m L)=1∶0.4∶7,反应温度为30℃,反应时间为70 min,在此条件下制备得到的可膨胀石墨的膨胀体积达390 m L/g。相关影响因素的大小依次为反应温度、高锰酸钾用量、反应时间、高氯酸用量。对制备样品进行SEM表征可知,可膨胀石墨的层间距明显大于天然鳞片石墨的层间距,膨胀石墨具有蠕虫状结构,表面具有很多孔隙,以大、中孔为主。FTIR测试表明,高氯酸插入到了石墨层间。     

膨胀石墨与活性炭对几种工业油吸附性研究

采用天然鳞片石墨经化学氧化、有机化合物插层,水洗,干燥,高温膨化的方法,制备了不同膨胀体积的膨胀石墨,以膨胀石墨和活性炭为吸附剂,工业油为吸附质,对比了膨胀石墨与活性炭对工业油的吸附能力．用重量法测定了两种吸附剂对吸附质的吸附量和滞留吸附量,并比较了两种吸附荆对吸附质的吸附量和滞留吸附量．实验结果表明膨胀石墨对实验油品的吸附量比活性炭的吸附量高13～23倍,膨胀石墨比活性炭的滞留吸附量大．膨胀石墨的膨胀体积越大,吸附性能越强．并用SEM对膨胀石墨的形貌进行了表征,探讨了膨胀石墨的吸附机理．     

石墨粒度对膨胀石墨孔隙结构的影响

为研究不同粒度的鳞片石墨在膨胀过程中孔结构的变化情况，采用不同粒度的石墨在相同条件下经酸化、高温膨胀获得膨胀倍数不同的膨胀石墨.用扫描电镜观察原料石墨、可膨胀石墨及膨胀石墨形貌，结合膨胀石墨的膨胀倍数，结果发现用不同粒度石墨制备的膨胀石墨的孔隙结构（缠绕空间、V型裂开和网络型孔隙）的特征基本相同，但尺寸随粒度呈规律性的变化.证实石墨粒度、孔隙结构尺寸与膨胀倍数三者之间存在对应关系，粒度是石墨膨胀倍数不同的重要因素.     

天然鳞片石墨制备纳米石墨片的工艺

为简化纳米石墨的制备工艺流程,以天然鳞片石墨为原料,通过化学法制备膨胀石墨,继而采用球磨法和超声波法制备纳米石墨,同时,研究了球磨时间和超声波时间对制备工艺的影响。结果表明：膨胀石墨的剥离,超声波法优于球磨法。随着超声时间的延长,膨胀石墨片层间剥离的越充分。通过SEM、XRD以及拉曼光谱分析可知,超声波时间超过5h可制备出纳米石墨。     

膨胀石墨对刚果红废水吸附及动力学研究

采用天然鳞片石墨、硝酸、磷酸、高锰酸钾制备膨胀石墨,利用比表面积、FT-IR、SEM 等手段对膨胀石墨进行表征,通过膨胀石墨对刚果红染料废水进行吸附,考察膨胀石墨用量、吸附时间、pH、刚果红浓度等条件对吸附性能的影响. 结果表明,在60 mg·L-1刚果红溶液中加入1.5 g·L-1的膨胀石墨,pH 约为7 时,室温下充分震荡25 min,吸附效果较好;由FT-IR 和SEM 表征,均发现膨胀石墨成功吸附刚果红染料. 吸附动力学研究表明,吸附过程更符合Lagergren 准二级动力学方程. 实验数据与Langmuir 方程拟合度较好,吸附是单分子层吸附.     

可膨胀石墨和MXGIC的近红外吸收特性研究

本文分别对研磨前后的可膨胀石墨(EG)和MXGIC进行固体压片,测量其近红外吸收特性,分析了样品的膨胀倍率和近红外吸收特性的关系.结果表明EG和MXGIC比天然鳞片石墨具有更好的近红外吸收特性,其近红外吸收特性与其膨胀倍率有关.     

电化学法制备无硫可膨胀石墨的实验研究

以75μm天然鳞片石墨为原料、HClO4-CH3COOH混合酸为电解液,采用电化学法制备可膨胀石墨。通过单因素实验分析影响因素对石墨膨胀容积的影响,并对制得的可膨胀石墨和膨胀石墨的形貌、结构进行SEM和XRD表征,以及含硫量测定。结果表明:无硫可膨胀石墨的最佳制备条件为:石墨(g)与电解液(m L)配比1∶7,HClO4(m L)与CH3COOH(m L)体积比4∶1,电流密度0.06 A/cm2,反应温度20℃,反应时间60 min,电解液质量分数70%。制得无硫可膨胀石墨的膨胀容积为150 m L/g。该研究为无硫可膨胀石墨的制备提供了一种途径。     

膨胀温度对膨胀石墨孔结构的影响

研究膨胀石墨孔结构的变化规律、探索有效调节孔结构的方法,以提高膨胀石墨的吸附性能.以50～60目的天然鳞片石墨为原料,以K_2Cr_2O_7、HNO_3、HClO_4和CH_3COOH为氧化插层剂,制备出可膨胀石墨;将可膨胀石墨在300～900℃下加热,制备出不同膨胀体积的膨胀石墨.通过SEM和N_2吸脱附研究了膨胀温度对膨胀石墨孔结构的影响.结果表明:随着膨胀温度的升高,膨胀石墨的膨胀体积增大;在膨胀石墨表面的孔由呈V型开裂向卷曲开裂转化;膨胀石墨内部小孔的含量逐渐增多,而且孔容和比表面积均增大,二者与膨胀体积几乎呈线性关系;在膨胀温度小于800℃下,膨胀石墨的平均孔径均为3. 93 nm,而在900℃时,平均孔径减少为2. 46 nm.     

吸附和氧化相结合处理工业废水的新方法

以鳞片石墨为原材料制备了膨胀体积为250mL/g的膨胀石墨,表征了膨胀石墨的形貌和结构.在探讨膨胀石墨用量、吸附时间、吸附温度对处理效率影响的基础上,建立了以膨胀石墨为吸附剂的处理煤焦油为原料生产药物中间体的化工厂废水的方法.在最佳吸附条件下,探讨了过氧化氢用量对处理效率的影响,建立了以膨胀石墨为吸附剂和过氧化氢为氧化剂的处理该类废水的吸附和氧化相结合的新方法.结果显示:当膨胀石墨用量0.10 g,吸附时间20min,吸附温度20~40℃,过氧化氢用量0.60mL时,一次性处理30mL废水的处理效率可达50.0%.     

膨胀石墨与炭黑协同补强天然橡胶复合材料的性能研究

采用强氧化法制备插层石墨(GIC),用微波辐射处理插层石墨制备膨胀石墨(EG)。结果表明,膨胀石墨表面较天然鳞片石墨粗糙,内部空隙增大,结构疏松;且表面有机官能团增多,结晶度下降。用机械共混法制备膨胀石墨/炭黑/天然橡胶复合材料,添加膨胀石墨后,填料在复合材料中分散性改善,复合材料的100%、300%定伸强度明显提升,Payne效应减弱,加工性能提升;但复合材料动态损耗因子增大,滞后效应明显。     

膨胀石墨对硝基苯的吸附性能研究

从硝基苯初始质量浓度、吸附时间、膨胀石墨粒径及溶液的温度等4个因素,研究膨胀石墨对硝基苯的吸附性能的影响.结果表明:常温下,由粒径为0.420~0.250 mm的天然鳞片石墨制得的膨胀石墨在初始质量浓度为500.00μg/mL的硝基苯溶液中吸附2 h,吸咐量达到最大,约21.22 m g/g.     

膨胀石墨的制备方法及应用研究进展

膨胀石墨(EG)是天然鳞片石墨经强酸和强氧化剂插层处理、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。膨胀石墨结构松散、弯曲且多孔、比表面积大、表面能高,使其具有极强的抗震性、抗扭曲性、耐压性、吸附性,而且导电导热性能好,绿色无污染。因此,膨胀石墨在环保、电池和储能等领域应用广泛,是近年来材料领域的研究热点。本文重点综述了膨胀石墨制备方法及其在多个领域的应用研究进展,展望了膨胀石墨制备方法、性能优化及应用等的研究发展方向。     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料,硝酸与磷酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨,再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂;利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征;以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂,对刚果红废水进行吸附,考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合;当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时,吸附效果最好;吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程;实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好,壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

细鳞片膨胀石墨在燃料电池中的应用分析

本文简述了质子交换膜燃料电池双极板的基本概念,分析了细鳞片膨胀石墨在质子交换膜燃料电池中应用的优缺点。指出细鳞片膨胀石墨优点是比表面积大、密度均匀、复合性能好,不足之处在于纯度不够高,在回弹性、导电性方面不如大鳞片膨胀石墨。指出细鳞片膨胀石墨在质子交换膜燃料电池中的应用发展方向在于复合双极板。     

膨胀石墨氧化制备石墨烯

在氧化还原法制备石墨烯的工艺中,氧化石墨的制备尤为重要。以大鳞片石墨制备的膨胀石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化程度高、可剥离度高的氧化石墨稀,研究中温氧化时间、氧化剂用量及高温反应对氧化石墨烯结构、形貌及氧化程度的影响,对样品进行扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:硫酸与膨胀石墨用量比为75 mL∶1 g,高锰酸钾与石墨用量比为4 g∶1 g,35℃水浴反应24 h,制备得到氧化程度高的大片氧化石墨烯。该方法工艺简单、反应温度低,无须进行高温反应,可以解决大鳞片石墨制备氧化石墨烯难度大,氧化效率低的问题。     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料，硝酸与磷酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨，再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂；利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征；以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂，对刚果红废水进行吸附，考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合；当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时，吸附效果最好；吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程；实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好，壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

影响化学法制备膨胀石墨的因素

以大鳞片石墨为原料,H_2O_2为氧化剂,硫酸为插层剂,用化学法制备膨胀石墨并分析其影响因素.采用单因素试验和正交试验分析反应温度、反应时间、氧化剂用量对膨胀容积的影响.