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膨胀石墨常见的制备方法之一化学氧化法

责任编辑: admin 发布时间2019-11-21    点击数:1944 次

可膨胀石墨应用广泛。可膨胀石墨常见的配置方法有几种?下面就说说可膨胀石墨常见的制备方法之一化学氧化法。

化学氧化法就是将氧化剂、插层剂与鳞片石墨混合后,在一定温度下充分反应再进行水洗和干燥。制备过程中,氧化剂和插层剂的种类、浓度以及反应的温度、时间等都是影响膨胀石墨性能的重要因素。化学氧化法是工业上应用最多和最成熟的方法。

目前化学氧化法制备可膨胀石墨主要是采用浓硫酸为主体来制备可膨胀石墨,配以各种氧化剂,与天然鳞片石墨反应而成。但该法制备的膨胀石墨,硫的质量分数高达 2.8%-4.5%,用作密封材料时,残存的硫会促进石墨-金属间的电化学反应,造成金属的腐蚀,并且抗氧化能力较差,在环境温度较高,且有氧化剂存在的条件下,极易被氧化,使密封效果下降,严重的会导致密封失效,发生工业事故。这一问题已成为可膨胀石墨制品推广应用的严重障碍。目前制备无硫膨胀石墨成为研究热点。

万为敏等采用化学方法制备了无硫可膨胀石墨,并对其最佳工艺条件进行了探讨。以高锰酸钾为氧化剂,以硝酸和磷酸为插入剂,以天然鳞片石墨为基质制备了无硫可膨胀石墨。制备的适宜条件为石墨(g)∶混酸(ml)∶高锰酸钾(g)=1.0∶10∶0.2,反应温度45℃,反应时间为80min。所得到的无硫可膨胀石墨经水洗至pH值为5-7,烘干后在900℃-1000℃的高温下膨胀,即得无硫膨胀石墨。与已有方法相比,用此法制备的膨胀石墨不含硫,膨胀倍率高,膨胀充分。

盛晓颖等以硝酸和双氧水为氧化剂,乙酸为插层剂,采用化学氧化法制备了无硫可膨胀石墨,得出在石墨取5g,氧化时间为60min,反应温度为25℃条件下,硝酸、双氧水、乙酸的体积比为12∶1∶5时,得到最大膨胀体积为310mL/g。该膨胀石墨具有密封性、耐腐蚀、膨胀体积大的优点。

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