氯酸钾制备膨胀石墨的研究.pdf

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1、第35卷第3期非金属矿Vo1_35No．32012年5月Non-MetallicMinesMay，2012氯酸钾制备膨胀石墨的研究彭颖昊0蒋述兴(1桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西桂林541004；2桂林理工大学材料科学与工程学院，广西桂林541004)摘要以氯酸钾为固体氧化剂，制备了高起始膨胀温度的低温可膨胀石墨。考察了反应条件对可膨胀石墨低温膨胀体积的影响，确定了最佳工艺条件：5g石墨配以0．6g氯酸钾、13．5mL浓硫酸、4．5mL浓硝酸、在2O℃时反应60min。此务件下得到的可膨胀石墨起始膨胀温度为260℃，在400℃时膨胀体积为300ml

2、Jg。X射线衍射证实了石墨层间化合物的生成，并利用SEM扫描电镜分析了膨胀石墨的微观结构。关键词膨胀石墨氯酸钾低温制备中图分类号：TQ165文献标识码：APreparationofExpandedGraphitebyPotassiumChloratePengVinghao’。JiangShuxing·‘(1KeyLaboratoryofNewProcessingTechnologyforNonferrousMetalsandMaterials，MinistryofEducation，GuilinUniversityofTechnology,Guilin，Guangxi5410

3、04；2CollegeofMaterialsScienceandEngineering，GuilinUniversityofTechnology,Guilin，Guangxi541004)AbstractLow·-temperatureexpandablegraphitewithhighinitialexpansiontemperaturewaspreparedusingthepotassiumchlorateasthesolidoxidant．Reactionconditionswasresearchedonthelow—temperatureexpandablegraph

4、iteswellingvolume，theresultsshowedthattheinitialexpansiontemperaturewas260℃，andtheexpansionwasupto300mL／gat400℃whiletaking5gofgraphite，0．6gofpotassiumchlorate，13．5mLofconcentratedsulfuricand4．5mLofconcentratednitricacidreacting60minat20℃．TheX-raydiffractionconfirmedtheformationofgraphiteint

5、ercalationcompounds，andtheSEMshowedthemicrostmctureofexpandedgraphite．Keywordsexpandedgraphitepotassiumchloratelow—temperaturepreparation石墨晶体是两向大分子层状结构，每一平面内1．1原料、试剂与仪器设备鳞片石墨，LG50—99，粒的C原子都以c—C共价键相结合，层与层之间以较弱径为50目，固定碳含量为99％，由青岛东凯石墨有限的范德华力相结合。石墨的这种层状结构使得层间公司提供。浓H：So4、浓HNO3、KCIOs，均为分析纯。存在一定的空

6、隙，在一定条件下，某些反应物(如酸、FA1004电子分析天平，BAO一80A精密鼓风干燥箱，碱、卤素)的原子(或单个分子)即可进入层间空隙，DF一101S集热式磁力加热搅拌器，荷兰帕纳科公司并与碳网平面形成层间化合物。这种插有层间化合X'pertPROX射线衍射仪，日本电子Jsm一6380LV扫描物的石墨即为可膨胀石墨[1】。可膨胀石墨及其膨化电子显微镜。而成的膨胀石墨，应用领域非常广泛，可以用作柔性1．2制备工艺取5g鳞片石墨，精确到0．0001g，置石墨[2-3]阻燃剂、纳米导电填料、多波段发烟剂[4-5]隐于100mL烧杯中，加入一定量的氯酸钾，混合均匀，身屏蔽材料[6

7、】、吸油材料[7】、微生物载体、医用敷料、催将烧杯置于调好温度的磁力搅拌器上，在冰水浴中配化剂、电极材料等。作为阻燃剂，将可膨胀石墨分为置硫酸和硝酸的混合液，将混合液倒入烧杯，放入磁3类：低起始膨胀温度可膨胀石墨(起始膨胀温度为子，反应一定时间。反应后的石墨水洗采用浸泡法，80~150℃)、中起始膨胀温度可膨胀石墨(起始膨胀温将石墨转移至清水中自然沉淀，多次换水，直到pH值度为180~240℃)和高起始膨胀温度可膨胀石墨(起接近7，把石墨倒入蒸发皿，放入60℃的鼓风干燥箱始膨胀温度不低于250℃)[Sl