制備可膨脹石墨的方法包括化學(xué)氧化法、電化學(xué)法、氣相擴(kuò)散法(雙室法)、混合液相法、熔融法、加壓法、催化劑法、光化學(xué)法等,其中化學(xué)氧化法和電化學(xué)法是應(yīng)用普遍的制備方法。電化學(xué)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(diǎn),近年來備受關(guān)注。其他合成方法,各有其優(yōu)點(diǎn)和不足之處,合成對象亦不盡相同,很少采用。
化學(xué)氧化法:化學(xué)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(xué)法:電化學(xué)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(fù)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(jìn)行陽極氧化。近年來,電化學(xué)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。
可膨脹石墨的應(yīng)用
密封材料混合原料高碳石墨、濃l硫酸、濃硝l酸進(jìn)行氧化處理,熱處理后再次按壓成型。制備的柔性石墨是新型高l性能密封材料,是原地生長的納米材料。與石棉橡膠等傳統(tǒng)密封材料相比,具有壓縮性、彈性、自粘性等優(yōu)良性能,可在高溫、高腐蝕等惡劣工作條件下長期使用。用它制作的石墨板材、密封部件廣泛應(yīng)用于航天航空、機(jī)械、電子、核能、石化、電力、船舶、冶煉等產(chǎn)業(yè)??膳蛎浭哂休p質(zhì)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、高溫、耐酸堿腐蝕、彈性、潤滑性、可塑性、化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良特性。
醫(yī)學(xué)具有可膨脹石墨對有機(jī)生物大分子的吸附特性,高碳可膨脹石墨,在生物醫(yī)學(xué)材料上具有廣泛的應(yīng)用前景。
高能電池材料膨脹石墨是電池材料,利用可膨脹石墨層間反應(yīng)的自由能變化轉(zhuǎn)化為電能。通常以可擴(kuò)展石墨為陰極,鋰為陽極,可擴(kuò)展石墨復(fù)合氧化銀為陰極,鋅為陽極。氟化石墨、石墨、AuCl3和TiF4等金屬鹵化物的可擴(kuò)展石墨已應(yīng)用于電池。
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