膨脹石墨電泳制備工藝研究.pdf

1、可膨脹石墨作為一種新型的功能材料,廣泛地應(yīng)用于密封、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域.其主要采用化學(xué)氧化法來制備可膨脹石墨,但由于大多采用硫酸作為反應(yīng)介質(zhì),導(dǎo)致產(chǎn)物中較高的含硫量,使它在原子能、航空航天、環(huán)保等高新領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制. 該文從膨脹石墨的制備工藝出發(fā),旨在找尋一種在無硫酸的介入下制備膨脹石墨的工藝,達(dá)到無有害硫殘余的目的.所以,文章從化學(xué)法制備工藝的原理入手,引入電泳插層的新制備工藝,在無硫酸介入反應(yīng)條件下成功地合成了可膨脹石墨制品.

2、研究了反應(yīng)物配比、電流強(qiáng)度、電壓大小、反應(yīng)時(shí)間等影響因素對反應(yīng)的影響,通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射分析(XRD)等分析,對其結(jié)構(gòu)、形成原理作了一定的論述.電泳插層利用電場力的作用,使得帶電粒子沿石墨粒子的層間方向作定向運(yùn)動.CH<,3>COO<'->、NO<,3><'->等粒子在電場力的作用下,插入到石墨層間,并形成石墨層間化合物(GIC).實(shí)驗(yàn)表明,硝酸:乙酸酐為1:5、電流強(qiáng)度為500mA,電壓為150V,反應(yīng)30分鐘后

3、,水洗至中性后于60℃下烘干,制得可膨脹石墨,經(jīng)900℃高溫處理后,可獲得性能良好的膨脹石墨制品.通過XRD對兩個(gè)體系的GIC的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,化學(xué)氧化法主要為1階產(chǎn)物,而電泳工藝主要為2、3階結(jié)構(gòu);通過SEM對電泳法制備的膨脹石墨進(jìn)行表觀分析,發(fā)現(xiàn)其具有良好的孔隙結(jié)構(gòu),這些大的孔隙結(jié)構(gòu)主要是由于電場力的作用,使得帶電粒子具有較高入射速度,運(yùn)動擴(kuò)散到石墨層間的深處,經(jīng)高溫膨化后,在石墨的內(nèi)部產(chǎn)生氣體,使得石墨片層剝離,并部分形成