可膨胀石墨的化学氧化和电化制备方法

点击数：13072023-07-24 00:00:00　来源: 低铁天然石墨纸,石墨纸,人工石墨片,石墨片裁片,天然石墨片卷材——青岛斑马新材料科技有限公司

可膨胀石墨是通过物理或化学方法将与石墨性质不同的外来物质插入石墨片层中的层间化合物，在高温加热时能迅速膨胀。它作为一种新型材料，具有许多特殊性能，被广泛应用于石油化工、阻燃剂、吸油材料、医敷和抗静电涂料等领域。所以，对它的如何生产的研究就显得十分重要。

1.化学氧化法

化学氧化是制备可膨胀石墨的传统方法。这种方法是将天然鳞片石墨与适量的氧化剂和插层剂均匀混合，控制在一定温度下，通过不断搅拌、洗涤、过滤、干燥，然后得到可膨胀石墨。这种方法需要的设备简单、操作方便、成本低廉，因此成为工业上应用较为广泛和成熟的方法。

可膨胀石墨

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(如重铬酸钾、三氧化铬等)或一些液体氧化剂(如双氧水、硝酸等)。近年来发现，重铬酸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。

2.电化学方法

电化学法是在恒定电流下，以插入物的水溶液为电解液，石墨和金属材料(不锈钢、铂板、铅板、钛板等)形成复合阳极，金属材料作为阴极插入电解液中，形成闭合回路;或者将石墨悬浮在电解液中，将阴极板和阳极板同时插入电解液中，通过给两个电极通电进行阳极氧化。石墨表面被氧化成碳正离子，在静电引力和浓差扩散的共同作用下，酸根离子或其他极性插层离子嵌入石墨层间，形成可膨胀石墨。

这种制备可膨胀石墨的全过程不需要添加氧化剂，可处理的量大，而腐蚀性物质残留量小。反应后电解液可以往复使用，减少了酸液的用量，节约了成本，减少了环境污染，减少了对设备的损坏，延长了使用寿命。近年来，电化学法凭借其诸多优点逐渐成为许多企业制备可膨胀石墨的常用方法。

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