化学氧化过程简单地包括氧化和嵌入。石墨的氧化是可膨胀石墨形成的基本条件,因为插层反应是否可以顺利进行,在于石墨层间的开放程度。而天然石墨在常温下具有很好的稳定性和耐酸碱性,所以不与酸碱发生反应。因此,氧化剂的加入成为化学氧化中不可或缺的关键成分。
氧化剂有很多种。一般使用的氧化剂为固体氧化剂(如重铬酸l钾、三氧化铬等)或一些液体氧化剂(如双l氧水、硝l酸等)。近年来发现,重铬酸l钾是制备可膨胀石墨常用的主要氧化剂。在可膨胀石墨的制备过程中,插层剂大多是酸。
可膨胀石墨准备方法
1.化学插入法制备的早期原料是高碳鳞片状石墨,其余化学试剂(如浓l硫酸(98%以上)、过氧l化氢(28%以上)、高锰l酸钾等都使用工业级试剂等。准备的一般步骤是在适当的温度下,以不同的添加程序持续混合不同比例的过氧l化氢溶液、天然鳞片石墨和浓l硫酸,反应一段时间,然后中性、离心分离、脱水后用60真空干燥洗涤。
2.电化学法处理强酸电解质中的石墨粉,制作膨胀性石墨,水解、洗涤和干燥。作为强酸,主要使用硫酸或硝l酸。用这种方法制成的膨胀性石墨具有低硫含量。
3.在用超声波氧化法制备可膨胀石墨的过程中,对阳极氧化电解质进行超声波振动,超声波振动与阳极氧化的时间相同。超声波对电解质振动有利于阴阳两极极化,因此提高阳极氧化速度,缩短氧化时间。
4.气相扩散法将石墨和插入物分别放在真空密封管的两端,在插入物端加热,利用两端的温差形成必要的反应差,使插入物以小分子的状态进入鳞片石墨层,形成可膨胀的石墨。用这种方法生产的膨胀性石墨的层数可以控制,但生产成本高。
5.熔盐法将多种插入物与石墨混合加热,形成可膨胀的石墨。
为了提高石墨产品在高温下的抗l氧化性而开发的高温抗l氧化膨胀石墨也是目前研究的热点。以磷酸盐为主的浸渍剂制作无硫抗l氧化性膨胀石墨,即使在650的富氧状态下也能保持较高的抗l氧化能力。玻璃莱等首先以天然鳞片石墨、硝l酸、高锰l酸钾和过氧l化氢为原料,制备了无硫低灰粉膨胀石墨。以磷酸二氢钾饱和溶液、硼酸饱和溶液、磷酸及这三种溶液的混合液为抗l氧化剂,作为二次浸渍插入层,制备了无硫高抗l氧化性膨胀石墨,可膨胀至280ML G-1。以上信息由专业从事可膨胀石墨生产厂家的新成石墨于2024/5/10 10:55:31发布
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