细粒高倍率膨胀石墨的制备.pdf

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1、第34卷第5期非金属矿V_01．34No．52011年9月Non-MetallicMinesSeptember，2011细粒高倍率膨胀石墨的制备梅辰田金星(武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070)摘要采用化学氧化法，以HC10为浸泡剂，在强氧化剂KMnO的作用下，对细粒(100~140目细鳞片石墨)可膨胀石墨的制备进行了研究。结果表明：在石墨(g)：KMnO4(g)：HC104(mL)=1：0．2：6时，反应温度为35℃，反应时间为90min，制得的膨胀石墨其膨胀容积高达550mL／g。探讨了各种因素对石墨膨胀容积的影响。该研究未使用任何含硫的试剂，因而制备的可

2、膨胀石墨不合硫。关键词化学氧化法细鳞片石墨膨胀石墨浸泡剂强氧化剂中图分类号：TQ127．1文献标识码：A文章编号：1000—8098(2011)05-0030-03PreparationofTheHighlyExpandedGraphiteUsingFineFlakyGraphiteMeiChenTianJinxing(Schoolofresourcesandenvironmentalengineering，Wuhanuniversityoftechnology,Wuhan，Hubei430070)AbstractThisstudyusedchemicaloxidationm

3、ethod．TheexperimentwhichusesHC104assoakingagentandKMnO4asanoxidizingagentisaboutthepreparationoffine—grained(100~140meshfineflakegraphite)expansiblegraphite．Theresultsshowthatthebestproportionofgraphite(g)，KMnO4(g)andHC104(mL)is1：0．2：6at35~Cfor90min．Theexpansionvolumeofproductcanreach550mL／

4、g．Thispaperdiscussesthevariousfactorsofinfluencetographiteexpansionvolume．Therearenotanysulfur-containingreagents，thustheexpansiblegraphitedoesnotcontainsulfur．Keywordschemicaloxidationmethodfineflakegraphiteexpandedgraphitesoakingagentsoxidizingagent可膨胀石墨是用化学或物理方法将其他的异类粒子插入到晶体石墨层间而得到的纳米插层复

5、合材料，高温下反应即可得到膨胀石墨[】】。膨胀石墨不仅具有天然石墨本身的耐热、耐腐蚀、导电导热等特性，图1膨胀石墨制备工艺流程图还具备柔然性、回弹性、自粘性、不渗透性等天然石墨1．2．1石墨的预处理：所选用的原料石墨碳含量为不具备的性质，因此膨胀石墨材料在石油、化工、原子87％，因为石墨的碳含量越高越容易制备膨胀石墨，能、电力等领域都有广泛的应用，且表现出成本低、耗所以要对该原料进行提纯。采用酸浸法[3]，提纯后的能少、寿命长等优点[2】。碳含量可达到99．36％。目前，应用在工业上的膨胀石墨材料主要是利用1．2．2氧化插层：按石墨：KMnO,=1：0．2--0．4的比大鳞片

6、石墨作为原料而制得。随着大鳞片石墨资源例加入KMnO4，搅拌均匀，加入HCIO4维持固液比为的日益枯竭，将细鳞片石墨制备成优质的膨胀石墨材1：3的比例。间歇搅拌反应1～2h，即可完成氧化料从而取代大鳞片石墨的研究显得尤为重要。近几插层处理。年，对大于100目细鳞片膨胀石墨的研究较多，但对1．2．3后续处理：将经过氧化插层处理后的石墨进行小于100目细粒鳞片石墨制备高膨胀倍率且不含硫洗涤、干燥，烘干时的温度应该维持在60℃以下，温的膨胀石墨的研究却未见报道。本实验提供了一种度过高会导致可膨胀石墨的预膨胀，影响后面的膨胀制备高膨胀倍率且无硫的细鳞片膨胀石墨的方法。效果，且不能烘至

7、全千，应保留少许水分。1实验部分1．2．4高温膨胀：将可膨胀石墨置于900~1000℃的1．1原料和试剂天然鳞片石墨，粒径为100~140目，高温炉中进行膨胀，经过瞬间的爆炸式膨胀即可得到碳含量为87％；KMnO4，分析纯，含量99．5％，天津试膨胀石墨。剂厂；HC104，分析纯，含量70％一72％，国药集团化学1‘3分析测试膨胀容积的测试方法：将完全膨胀试剂有限公司。后的石墨蠕虫轻轻倒入1000mL量筒中，测试体积1-2工艺流程制备细鳞片膨胀石墨的工艺流程，再倒出石墨蠕虫称重m，根据公式，-V／m计算