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新闻摘要:可膨胀石墨是一种蠕虫状的碳材料,经过瞬间高温处理后,膨胀石墨膨胀数百倍。它是一种环保材料。天然石墨除了具有耐高低温、耐辐射、耐腐蚀、导电性和导热性之外。还具有柔韧性、抗压、可塑性、良好的自润滑性、抗冲击、抗老化、抗扭曲等优良性能。

可膨胀石墨是一种蠕虫状的碳材料,经过瞬间高温处理后,膨胀石墨膨胀数百倍。它是一种环保材料。天然石墨除了具有耐高低温、耐辐射、耐腐蚀、导电性和导热性之外。还具有柔韧性、抗压、可塑性、良好的自润滑性、抗冲击、抗老化、抗扭曲等优良性能。

制备可膨胀石墨的方法很多,但主要有电化学法、熔融法、爆炸法和化学氧化法。本文主要介绍化学氧化法制备膨胀石墨。近年来,国内外对化学氧化法制备可膨胀石墨的大量研究工作主要集中在以下几个方面:

(1)低硫或无有害硫排放的可膨胀石墨,以减少制备的可膨胀石墨中有害硫物质的排放。傅等人以石墨、浓硝酸、30%H2O2和乙酸酐为原料,制备了膨胀率为317ml·g-1的无硫膨胀石墨,并用于吸附油类物质。以细鳞片石墨为原料,在硝酸和磷酸的混合酸存在下,有科研人员制备了膨胀率为300ml·g-1的无硫膨胀石墨。有科研人员以石墨、硝酸和磷酸为原料,制备了膨胀率为312ml·g-1的无硫膨胀石墨。

(2)在一些特殊领域,要求膨胀比可以达到200倍以上,但温度较低的可膨胀石墨也是一个热门的研究方向。有科研人员以HNO3、HBrO3和KMnO4为氧化插层体系,在25摄氏度环境中反应40分钟,制备低温可膨胀石墨。该方法制备的可膨胀石墨可在130摄氏度膨胀,600摄氏度膨胀体积可达350ml·g-1.

(3)为了提高石墨制品在高温下的抗氧化性,开发高温抗氧化可膨胀石墨也是目前的研究热点。用磷酸盐浸渍剂如李制备的无硫抗氧化可膨胀石墨在650摄氏度仍保持较高的抗氧化性。有科研人员以天然鳞片石墨、硝酸和双氧水为原料制备了无硫低灰分可膨胀石墨。然后,采用饱和磷酸二氢钾溶液、饱和硼酸溶液、磷酸以及这三种溶液的混合物作为抗氧化剂进行二次浸渍插层,制备出具有高抗氧化性的无硫可膨胀石墨。至大膨胀率为280ml·g-1.

(4)随着环保意识的日益增强,如何减少可膨胀石墨制备过程中产生的污染物已成为化学氧化法制备可膨胀石墨的重要研究内容。目前,重金属离子是膨胀石墨制备过程中的主要污染源。有科研人员以硝酸铵和浓硫酸为氧化剂,制备了一种低污染的可膨胀石墨。可膨胀石墨的膨胀体积高达400ml·g-1.制备过程中没有引入重金属离子,减少了重金属离子污染的可能性。

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