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制備可膨脹石墨的方法包括化學氧化法、電化學法、氣相擴散法(雙室法)、混合液相法、熔融法、加壓法、催化劑法、光化學法等,其中化學氧化法和電化學法是應(yīng)用普遍的制備方法。電化學法,憑借環(huán)境污染小、成本低、處理量大、酸液可回收使用等優(yōu)點,近年來備受關(guān)注。其他合成方法,各有其優(yōu)點和不足之處,合成對象亦不盡相同,很少采用。
化學氧化法:化學氧化法是一種制備可膨脹石墨的傳統(tǒng)方法,此法將天然鱗片石墨與適量的氧化劑和插層劑均勻混合,控制一定的溫度,不斷攪拌,經(jīng)水洗、過濾、烘干即得到可膨脹石墨。氧化劑種類很多,一般采用的氧化劑是固體氧化劑,也可以是一些具有氧化性的液體氧化劑。通過近年來研究發(fā)現(xiàn),制備可膨脹石墨常用的主要氧化劑以高錳l酸鉀為主。插層劑多以酸為主,近幾年的研究人員主要以硫酸、硝l酸、磷酸、高氯l酸、混酸和冰乙l酸等為主。
電化學法:電化學法是在恒定電流下,以插入物的水溶液為電解液,將石墨與金屬材料(不銹鋼材料、鉑板、鉛板、鈦板等)構(gòu)成復合陽極,在電解液中插入金屬材料做陰極,構(gòu)成閉合回路;或是將石墨懸浮在電解液中,在電解液中同時插入陰、陽極板,通過對兩個電極通電的方法,進行陽極氧化。近年來,電化學法憑借眾多優(yōu)越性逐步成眾多企業(yè)為制備可膨脹石墨的優(yōu)選方法。
低起始膨脹溫度、低溫可膨脹石墨
此類膨脹石墨開始膨脹的溫度為80-150℃,600℃時膨脹容積達250ml/g。制備滿足這一條件的可膨脹石墨難點在于:(1)選擇合適的插層劑;(2)烘干條件的控制和掌握;(3)水分的測定; (4)環(huán)保問題的解決。目前,低溫可膨脹石墨的制備還未見報道。
小顆粒可膨脹石墨
小顆??膳蛎浭饕?00目的可膨脹石墨,其膨脹容積為100ml/g,該產(chǎn)品主要用于阻燃涂料,其需求量很大。
自可膨脹石墨商業(yè)化以來,至今已有三十余年的歷史。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,中碳可膨脹石墨,可膨脹石墨的應(yīng)用更加廣泛,特別在密封領(lǐng)域、阻燃領(lǐng)域及抗電磁干擾等領(lǐng)域。特殊用途的可膨脹石墨
實驗表明,石墨蠕蟲具有吸收電磁波的功能,這一性質(zhì)使可膨脹石墨具有很高的應(yīng)用價值。美國和我方都已進行了這方面的試驗研究。這種可膨脹石墨必須滿足以下要求:(1)起始膨脹溫度低,膨脹體積大;(2)化學性質(zhì)穩(wěn)定,儲存5年,膨脹倍率基本不衰減;(3)可膨脹石墨表面呈中性,對金屬無腐蝕。
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