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可膨胀石墨的技术

2019-11-22 11:11:38【

化学氧化法一般是将天然鳞片石墨浸泡在氧化剂和插层剂的溶液中,在强氧化剂的作用下,石墨被氧化而使石墨层的中性网状平面大分子变成带有正电荷的平面大分子,由于带有正电荷的平面大分子层间同性正电荷的排斥作用,石墨层间距离加大,插层剂插入石墨层间,成为可膨胀石墨。

可膨胀石墨的技术

 

可膨胀石墨酌化学氧化法制备工艺中需采用氧化剂。化学氧化法使用的氧化剂一般有固体氧化剂和液体氧化剂两类。固体氧化剂有KMn04、KCI04、NaCl03、2S207等,液体氧化剂有H2S04、HNO3、HCIO4、H202等。固体氧化剂一般反应剧烈,有危险性,价格高,产品灰分大,且污染环境。液体氧化剂H2S04、HNO3等恶化操作环境、污染水质,H202反应温和,污染小。

对于可膨胀石墨来说,膨胀容积和含硫量是两个重要的产品指标,一般希望膨胀容积高,含硫量低。石墨粉是一种电池负极材料。将爆破后的原矿矿石通过矿车送进破石机粉碎,再进球磨机进行浮选,将浮选出的石墨湿料再送进球磨机研磨精选,将精选出的湿料装袋送进淋干机淋干,成为淋干料,淋干料已经是石墨成品了。可膨胀石墨将石墨和插层物分别致于一真空密封管的两端,在插层物端加热,利用两端的温差形成必要反应压差,使得插层物以小分子的状态进入鳞片石墨层间,从而制得可膨胀石墨。

此种方法生产的可膨胀石墨的阶层数可控制,但其生产成本高。可膨胀石墨的含硫在应用中会对设备产生腐蚀作用,传统的可膨胀石墨多采用H2S04作为氧化剂和插层剂,含硫量常常过高,不能适应柔性石墨等重要领域的应用要求。因此近年来,低硫可膨胀石墨和无硫可膨胀石墨,特别是无硫可膨胀石墨成为可膨胀石墨研究开发的重要方向,研究者做了大量的工作并取得了突破性的成果。此外,传统的可膨胀石墨一般要在900—1000℃的高温下才能膨胀达到200倍以上,在一些应用领域希望其膨胀倍数达到200倍以上的膨化温度愈低愈好,因此低温可膨胀石墨最近已成为可膨胀石墨研究开发的新方向。

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