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.     

膨胀石墨的多层次结构

采用扫描电镜、透射电镜、x—射线衍射等手段，研究膨胀石墨的内部结构特征．提出并证实膨胀石墨是由大量纳米级厚度(30一80nm)的微片组成．该纳米微片又由更薄的纳米级薄片构成(1．0-5．0nm)，且这些更细的薄片间存在间隙．膨胀石墨的这种结构特征，为聚合物／石墨纳米复合材料的制备提供了根据．     

孔隙溶液对膨胀土微观结构的影响

采用压汞试验和扫描电镜试验,对不同干密度(1.3,1.5,1.7 g/cm~3)的压实膨胀土试样受不同浓度(0.0,0.5,1.0,2.0 mol/L)的NaCl溶液饱和后微观结构的演化进行了详细研究.压汞试验结果表明:NaCl溶液对土中小、微孔隙的影响显著,随着NaCl溶液浓度的增加,小、微孔隙减少,且这种影响随着初始干密度的增加而更为明显.扫描电镜图像显示出NaCl溶液浓度对黏土微观结构的整体形态影响非常明显,钠离子浓度增加后,土颗粒集聚化,使土体表现得非常致密,土中出现架空贯穿孔隙.     

核级石墨氧化后孔隙结构表征

 高温气冷堆是第4代先进核能系统的候选堆型之一,核级石墨作为高温气冷堆重要的中子慢化剂、反射层和结构材料,对于保证反应堆的安全运行和完整性至关重要。核级石墨的氧化会引起其内部孔隙结构的变化,从而对其力学、热学、辐照等性能产生影响。本文介绍了定量描述核级石墨氧化后孔隙结构特征的参量,包括孔隙率、失重率、孔径及BET面积等。系统地总结了国内外用于核级石墨氧化后微观结构表征的常用方法和应用现状,包括直接测量方法和间接测量方法两大类,前者主要有质量-体积法、压汞法、气体吸附法等,后者主要有光学显微成像、X射线成像、显微CT技术、超声波法等;讨论了各种方法和技术的工作原理、应用范围和优缺点,并对核级石墨氧化后的性能研究进行了展望。     

膨胀石墨的制备、结构和应用

介绍了膨胀石墨的制备方法、结构、性能及其应用,并对其发展趋势作了展望．在制备方法上重点介绍了化学氧化法、电化学氧化法和一种氧化插层与膨化过程可同时进行的特殊方法——爆炸法．在结构与性能上重点介绍了微观结构,根据微观孔的形成特点和大小进行了四级孔隙的分类．在应用上重点介绍了膨胀石墨在环境保护和生物医学领域的吸附性运用．提出未来的研究方向是探讨反应因素对膨胀石墨结构和性能的影响关系及其深层次的影响机理,并深入研究含油废水动态影响吸附性能的因素．     

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究

铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。     

膨胀石墨吸附工业油品的研究

膨胀石墨经氧化插入有机化合物,制备出不同膨胀体积的膨胀石墨.实验表明膨胀石墨可以吸收不同的实验油品,每克膨胀石墨可吸附40～70g实验油品,其滞留吸附量为8～30g.由扫描电镜测定显示样品的表面和内部形成了网络状的孔结构.     

微波膨化对膨胀石墨性能影响分析

本文介绍了微波膨化的机理,并基于微波加热原理分析了微波法对膨胀石墨性能的影响。     

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．     

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。     

膨胀石墨导电改性技术研究

未加特殊工艺修饰的膨胀石墨电阻率较高,通过开展膨胀石墨导电改性技术研究,在可膨胀石墨中加入高导电率的改性添加剂来降低膨胀石墨的电阻率,使其具有良好的导电性能,为拓展膨胀石墨的应用范围奠定了基础。     

膨胀石墨的制备与表征

为研究膨胀石墨制备过程中添加剂和过程参数对其性能的影响,采用化学氧化插层法制备膨胀石墨,通过改变插层剂、氧化剂用量及反应温度、反应时间、干燥时间相关参数优化膨胀石墨的制备工艺.结果表明：石墨（g）、浓硫酸（mL）、高锰酸钾（g）用量比10：30：1、反应温度50 ℃、反应时间90 min、干燥时间24 h的条件下,制得的可膨胀石墨膨胀体积最大,为260 mL/g.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成和结构进行分析表征,结果显示膨胀石墨的结晶度高、晶粒大、排列规整、缺陷较少.     

镀铜膨胀石墨的制备

为改善铜与石墨的表面性能,采用化学镀铜工艺对膨胀石墨粉体进行表面镀覆,制备镀铜膨胀石墨,并利用TG-DTA、XRD、SEM分析方法对其进行表征.结果表明：在400～600 ℃范围内,镀铜膨胀石墨因膨胀石墨及镀铜层的氧化而增重,600 ℃后膨胀石墨烧蚀严重;镀铜膨胀石墨有明显的Cu衍射峰;铜颗粒均匀镀覆在膨胀石墨表面.该研究为膨胀石墨改性提供了借鉴.     

膨胀石墨对酸性染料废水的吸附脱色作用

研究了膨胀石墨对酸性媒介深黄GG、酸性嫩黄2G染料废水的吸附脱色作用,探讨了影响吸附的因素,结果表明：膨胀石墨对两种染料的吸附符合Langmuir吸附等温线,吸附速率快,在适宜条件下对两种染料的脱色率达97.9%以上.     

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。     

膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果

研究膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果,并与活性炭的吸附效果进行对比,探讨膨胀石墨的吸附机理.结果表明：膨胀石墨（180 mL/g）吸附染料溶液的平衡吸附量比活性炭大,吸附速度比活性炭快,它对亚甲基蓝的吸附速度是活性炭吸附速度的7.5倍;膨胀石墨对食用油、机油、柴油的吸油率分别为30.52％、17.37％和9.20％,活性炭对三种油品的吸油率分别为0.62％、0.45％和0.10％,膨胀石墨吸附食用油的吸油率是活性炭的49倍.研究证明,膨胀石墨是一种良好的吸附剂.     

膨胀石墨负载二氧化钛改善亲水性的研究

以可膨胀石墨为原材料制备了表面负载有纳米级二氧化钛颗粒的载钛膨胀石墨,并对其微观形貌、接触角、孔径分布、孔容积、吸附能力进行了分析和表征。优化了膨胀石墨负载二氧化钛工艺,在负载温度50 ℃、钛柱撑液体积分数10%、反应时间6 h时,制备的载钛膨胀石墨亲水性最优。二氧化钛的引入使膨胀石墨接触角由93.0°降低至69.6°左右,亲水性能提高,增强了对水体中溶解或悬浮的微量苯系物的吸附能力。     

纳米金属钴/膨胀石墨复合材料的制备、表征及其电磁屏蔽性能

以醋酸钴为前驱体,乙醇为溶剂,通过浸渍、干燥及H2还原,制备了磁性纳米金属钴颗粒均匀分散在膨胀石墨(EG)纳米层面的复合材料,其中纳米金属钴颗粒呈球形,粒径为300~1 000 nm,主要为金属相,含少量碳化物,属于软磁性材料.在EG纳米层板上铺展的磁性纳米金属钴颗粒有较高的磁导率,因而具有良好的低频电磁屏蔽效应.通过调控铺展在纳米石墨层板上纳米金属钴的含量可以改变复合材料的导电性与导磁性,使得复合材料在较宽的频段内具有良好的电磁屏蔽效能.结果表明,在Co含量为10%~40%时,复合材料的电磁屏蔽效能较好,例如,30%Co-EG在300 kHz到1.5 GHz范围的电磁屏蔽效能可达62~110 dB.     

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。