微细鳞片石墨制备可膨胀石墨的工艺研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2015年第09期DOI：10．16247~．cnki．23—1171／tq．20150901科：研；与微细鳞片石墨制备可膨胀石墨开发的工艺研究周国江，冯晓彤，张伟君，张晓臣，刘洪成。(1．黑龙江科技大学环境与化工学院。黑龙江哈尔滨150022；2．黑龙江省科学院高技术研究院。黑龙江哈尔滨150020)摘要：本文以200目微细鳞片石墨为原料，以HC10、CH，COOH和KMnO为混合氧化插层体系，采用化学氧化法制备可膨胀石墨，通过单因素实验分析了各影响因素对膨胀容积的影响，并对制得的可膨胀石墨和膨胀石墨的形貌进行SEM表征。确定最佳制备条件：石墨与K

2、MnO质量比为1：0．3，石墨与混合酸液质体比为1：4，反应温度为35℃，反应时间为120min，制得可膨胀石墨的最大膨胀容积为360mL·g-。关键词：微细鳞片石墨；制备；可膨胀石墨中图分类号：TQ165；TB321文献标识码：APreparationofexpandablegraphitebyusingfineflakegraphiteZHOUGuo-jiang，FENGXiao—tong，ZHANGWei-jun，ZHANGXiao—chen，LIUHong—cheng2(1．CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering，Heilongjia

3、ngUniversityofScienceandTechnology，Harbin150022，China；2．InstituteofAdvancedTechnologyofHeilongjiangAcademyofSciences，Harbin150020，China)Abstract：TheexpandablegraphitewaspreparedbychemicaloxidationmethodusingHC104、CH3COOHandKMn04asmixedoxideintercalationsystemandthe200meshfineflakegraphiteasrawmater

4、ia1．Theinfluencefactorsontheexpansionvolume(EV)wereanalyzedbysinglefactorexperiments．themorphologyofexpandablegraphiteandexpandedgraphitewerecharacterizedbySEM．Resultsshowthattheoptimumpreparationconditionswereasfollows：m(c)：m(KM0

5、)for1：0I3，m(c)：V(№dfor1：4，reactiontemperaturewas35~Cfor120min，theaci

6、d)maximumEVcanreach360mL。g-’．Keywords：fineflakegraphite；preparation；expandablegraphite可膨胀石墨是一种新型的原子、分子尺度上的此，利用细鳞片石墨制备可膨胀石墨具有重要的社复合材‘1，它不仅保留了天然石墨原有的理化性会和经济价值【7,8】。林雪梅等以5O目天然鳞片石能，同时由于插入物的进入，也给可膨胀石墨赋予墨为原料，以HC10、HNO、CH，COOH混合插层制了一些新的特性。可膨胀石墨经高温处理可迅速膨备可膨胀石墨，膨胀容积为240mL·g-·；李玉峰等[1o]化，成为膨胀石墨，膨胀石墨由于其密度小、可压以

7、100目天然鳞片石墨为原料，以HO、HNO、缩、高回弹性、高导电性等优点，现已广泛应用于密KMnO混合氧化插层体系制备可膨胀石墨，膨胀容封材料、电磁屏蔽材料、吸附材料、防火阻燃材料等积为300mL·g；笔者采用200目天然微细鳞片石方面[2-51。墨为原料，以HC10、CHCOOH和KMnO为复合氧可膨胀石墨的制备方法主要是化学氧化法和化插层体系制备可膨胀石墨，通过对氧化剂用量、电化学法，其中，化学氧化法是现行应用最广且最混酸用量、反应时间、反应温度的研究，得出了最佳成熟的工艺方法。过去制备可膨胀石墨一般使用制备工艺条件。大鳞片石墨为原料，由于大鳞片石墨的产量逐年降低，细鳞片石墨相对储量更为

8、丰富，成本较低，因1实验部分1．1原料与试剂收稿日期：2015—06—04基金项目：国家国际科技合作专项项目(2014DFR40480)；黑龙江省应实验用原料与试剂为微细鳞片石墨(200目，含用技术研究与开发计划项目(WBI3A202)；哈尔滨市应用技碳量99％)；HC104(A．R．70％一72％)；HAc(A．R．术研究与开发项目(2013AE4AW048)99．5％)；KMnO(A．R．99．5％)。作