膨胀石墨及其制备技术

本文概述了膨胀石墨的性能和应用现状。在简要介绍制备膨胀石墨的氧化，膨化和压制工艺的基础上，着重介绍了制备可膨胀石墨的化学方法和电化学方法，以及在这两种方法的基础止发展起来的几种主要技术特点；指出了膨胀石墨研究和生产的发展趋势。     

浓硫酸在可膨胀石墨制备中的作用

在常温下的制备可膨胀石墨的各种方法中,浓硫酸起重着作用,研究表明,浓硫酸影响着可膨胀石墨的膨胀容积和含硫量,而它们恰是决定可膨胀石墨质量高低的重要参数,研究膨胀石墨制备的反应机理可以得出这种影响的根本原因在于浓硫酸与石墨形成了层间化合物。     

膨胀石墨的研究与开发利用

膨胀石墨作为石墨深加工产品之一,在诸多领域有着广泛的应用。本文对我国近年来膨胀石墨的制备方法、开发利用现状等的研究作了简单的介绍,概括性地介绍了膨胀石墨在密封、电池、机械、环保、医药、新材料等方面应用情况,以及目前存在的问题,并展望了它们的发展前景。     

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．     

电解氧化法制备膨胀石墨

报道了用电解氧化法制备膨胀石墨的工艺条件,着重探讨天然石墨粒度对膨胀度的影响。实验结果表明,用电解氧化的方法可在较低的硫酸浓度下制备出同样膨胀倍数的可膨胀石墨,天然石墨的粒度对膨胀度的影响是诸因素中最显著的,氧化时间、电流密度、膨胀温度等也均有一定的影响。     

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。     

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。     

细鳞片膨胀石墨的制备研究

作者报道了用细鳞片（100－160目）石墨，采用化学方法，制备出了膨胀倍数为180－200，含灰量为0．213％－0．233％，挥发分为4．97％－6．25％的优质膨胀石墨。作者根据实验结果分析认为；在采用化学方法制备细鳞片膨胀石墨的过程中，酸化液的配比，可膨胀石墨的pH值，石墨粒度和膨胀温度等工艺条件，对产品的膨胀率、含灰量和含硫量等主要技术指标均有明显的影响。     

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．     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及表征

为了提高膨胀石墨和TiO2在污染领域的处理能力,提出了复合材料的制备方法.以硫酸为插层剂、双氧水为氧化剂,采用化学氧化法制备膨胀石墨,高温膨化得到低硫膨胀石墨,然后采用醇热法进一步制备了TiO2/膨胀石墨复合材料.采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对样品进行表征.以汽油为样品油,研究膨胀石墨及TiO2/膨胀石墨对汽油吸附性能.结果表明：TiO2成功负载于膨胀石墨的边缘和内壁,平均粒径为100 nm,形貌为球形.膨胀石墨对汽油的最大吸附量为40 g/g,复合材料对汽油的吸附量随着TiO2含量的增加而逐步降低.     

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。     

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.     

过氧乙酸预氧化插层膨胀法制备膨胀石墨及对其导电性能的影响

本文以过氧乙酸为预氧化剂、浓硫酸为插层剂,采用化学氧化法制备了不同氧化程度的石墨层间化合物,并对其进行微波膨胀获得膨胀石墨. 本文采用SEM、XRD和FT-IR对石墨层间化合物和膨胀石墨的形貌、结构和含氧官能团的变化进行表征,研究预氧化时间对膨胀石墨膨胀容积及导电性能的影响. 结果表明,当预氧化时间为20 min时插层膨胀最好,获得的膨胀石墨膨胀容积达到275 mL/g,此时所制备的柔性石墨箔电导率达到2000 S/m,表现出极好的导电性能. 本工作为绿色制备具有高膨胀容积的膨胀石墨提供了思路.     

低污染可膨胀石墨的制备

为杜绝重金属离子的污染,采用双氧水取代传统的高锰酸钾制备可膨胀石墨,研究硫酸、硝酸铵、双氧水用量及反应时间等因素对石墨膨胀容积的影响规律,并采用正交实验法,确定制备可膨胀石墨的最佳工艺。结果表明:石墨10 g、浓硫酸22 mL、双氧水1.7 mL、硝酸铵3.0 g、反应时间45 min的条件下,制备的可膨胀石墨膨胀容积为180 mL/g,膨胀后硫质量分数为0.26%。采用XRD和SEM对膨胀石墨的晶体结构和微观形貌进行了表征,发现石墨晶体结构未破坏,石墨层间距变大。     

可膨胀石墨的化学氧化法制备及其特征

采用Ｈ２Ｏ２化学氧化法制备可膨胀石墨，并成功地应用于百公斤级石墨原料量的批量生产。工艺简单方便必要时，可通过后处理增强体系夹层反应能力，提高产物可膨胀体积容量。还讨论了产物的Ｘ－射线衍射和热分析表征，夹层反应中氧化剂的作用和选择。     

纳米石墨薄片制备及修饰的研究

分析了超声波粉碎的原理和膨胀石墨及纳米石墨薄片的纳米微观结构,对超声波粉碎膨胀石墨制备纳米石墨薄片的条件,以及为了提高纳米石墨薄片在树脂中分散性和相容性,对其进行修饰等进行实验,讨论影响纳米石墨薄片粒度和修饰效果因素,得出较佳的超声波粉碎条件和修饰剂及用量。     

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%.     

膨胀石墨对大豆油吸附性能研究

为研究膨胀石墨对大豆油的吸附性能,采用化学氧化法制备膨胀石墨,分析膨胀石墨的微观结构和形貌.SEM结果显示,所制备的膨胀石墨具有蠕虫状的结构,并且疏松多孔.XRD结果表明,在2θ为26.3°和54.8°处分别有衍射峰,对应碳的(006)和(0012)晶面.以膨胀体积为203 mL/g的膨胀石墨为吸附剂,以大豆油为样品油,研究膨胀石墨对大豆油的吸附性能.结果表明:吸附时间,温度和pH对膨胀石墨的吸附效果影响较大,当吸附时间为2h,温度为15℃,pH为10时,可以得到最佳吸附性能.     

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。     

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.