膨脹石墨如何制備?
脹大石墨作為一種新式功能性碳素材料,,脹大石墨(Expanded Graphite,,簡稱EG)是由天然石墨鱗片經插層、水洗,、枯燥,、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質。EG除了具有天然石墨自身的耐冷熱,、耐腐蝕,、自潤滑等優(yōu)秀性能以外,還具有天然石墨所沒有的柔軟,、緊縮回彈性,、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調性,、生物相容性,、耐輻射性等特性,。
現(xiàn)在,石墨制備可脹大石墨工藝仍存在脹大體積小,、氧化劑用量多,、不易洗刷、蠕蟲作用欠好等問題,。
1,、可脹大石墨的制備
高純石墨:以莫桑比克安夸貝(Ancuabe)礦區(qū)大鱗片石墨礦浮選精礦為原料,篩分后得到+180μm粒級產品,,采用HF-HNO3混酸法提純,,制得固定碳含量為99.58%的高純石墨。
可脹大石墨:稱取3g高碳大鱗片石墨,,加入必定量的K2Cr2O7/HClO4/H3PO4氧化插層劑,攪拌均勻后,,放在必定溫度下的水浴鍋中,,反響一段時間,洗刷至中性,,烘干制得可脹大石墨,。
2、氧化插層劑種類對石墨脹大體積的影響
石墨固定試驗條件:天然鱗片石墨3g,,重鉻酸鉀0.3g,,高氯酸15mL,磷酸5mL,,烘干溫度60℃,,反響溫度40℃,時間1h,。
當氧化插層劑為K2Cr2O7/HClO4/H3PO4時,,石墨脹大作用更好。K2Cr2O7作為氧化劑與天然鱗片石墨發(fā)生反響,,破壞石墨層間的范德華力,,為插層劑的刺進供給了空間條件。HClO4供給酸性環(huán)境的一起,,又作為氧化劑和插層劑,,能夠促進石墨層間的打開。H3PO4作為大基團插層劑,,電離生成的H2PO4-,、HPO42-和PO43-填充在氧化石墨層間,幫忙進一步擴展層間距離,。
可脹大性石墨薄片的脹大特性不同于其他脹大劑,,受熱到達必定溫度時,,由于吸留在層間點陣中化合物分化,可脹大石墨便開端脹大,,稱為開始脹大溫度,,在1000℃時脹大完全,到達最大體積,。脹大體積能夠到達初始時的200倍以上,。脹大后的石墨稱為脹大石墨或石墨蠕蟲,由原鱗片狀變成密度很低的蠕蟲狀,,形成了一個非常好的絕熱層,。脹大石墨既是脹大體系中的碳源,又是絕熱層,,能有用隔熱,,在火災中具有熱釋放率低,質量損失小,,發(fā)生的煙氣少的特點,。