高碳可膨胀石墨-宜昌新成石墨(图)

石墨晶体是两向大分子层状结构，每一平面内的C原子都以C一C共价键相结合，层与层之间以较弱的范德华力相结合。石墨的层状结构十分典型，每一层片是一个碳原子层，层内碳原子之间以sp2杂化轨道成很强的共价键，即1个2s电子和2个2p电子杂化等价的杂化轨道，位于同一平面上，互相形成σ键，而二个未参加杂化的2P电子则垂直于平面，形成二键π。

可膨胀石墨常见的制备方法：1、化学插层法。初始使用的原料是高碳鳞片石墨，其他化学试剂如浓硫l酸(98%以上)、双l氧水(28%以上)、高猛l酸钾等都使用工业级试剂。一般制备步骤如下：在适当的温度下，分不同的程序加入不同比例的过氧l化氢溶液、天然鳞片石墨和浓硫l酸，不断搅拌反应一定时间，然后洗涤至中性，离心、脱水，60度真空干燥。2、电化学方法。将石墨粉在强酸电解液中处理制备可膨胀石墨，水解、清洗、干燥。作为强酸，主要使用硫酸或硝l酸。用这种方法制备的可膨胀石墨含硫量低。3、超声波氧化法。在制备可膨胀石墨的过程中，对阳极氧化电解液进行超声振动，超声振动时间与阳极氧化相同。

可膨胀石墨多采用化学氧化和电化学氧化。传统的化学氧化法工艺简单，质量稳定，但存在酸性废物和产品含硫量高等问题。电化学法不使用氧化剂，高碳可膨胀石墨，酸液可多次循环使用，环境污染小，成本低，但收率低，对电极材料要求较高，目前实验室研究。除了氧化方法不同，这两种方法的脱酸、洗涤、干燥等后处理是相同的。其中化学氧化法是迄今为止应用广泛的方法，技术成熟，在工业上得到广泛推广和应用。

可膨胀石墨被膨胀石墨瞬间高温处理后，会发生数百倍的膨胀，形成蠕虫状的碳物质。它是无毒的环保材料。具有天然石墨的高温、低温、辐射、防腐、导电、导热性能。它还具有柔韧性、耐压性、可塑性、自润滑性、抗震性、抗畸变性等优良性能。

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.为了提高石墨制品在高温下的抗l氧化性，开发高温抗l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l氧化可膨胀石墨在650摄氏度仍保持较高的抗l氧化性。有科研人员以天然鳞片石墨、硝l酸和双l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l氧化剂进行二次浸渍插层，制备出具有高抗l氧化性的无硫可膨胀石墨。至大膨胀率为280ml·g-1.

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