膨胀石墨的电化学合成工艺研究
可膨胀石墨 成分
可膨胀石墨成分可膨胀石墨是一种特殊的石墨，具有独特的物理和化学性质。
它在高温下经过氧化和膨胀处理后，形成了膨胀的结构。
本文将介绍可膨胀石墨的成分、制备方法、应用领域以及未来的发展方向。
一、可膨胀石墨的成分可膨胀石墨主要由石墨和氧化剂组成。
石墨是一种由碳原子构成的晶体，具有层状结构。
氧化剂则是通过在高温下将石墨暴露在氧气或其他氧化性气体中进行氧化处理得到的。
氧化剂的种类可以是氧气、二氧化氯、二氧化硫等。
二、可膨胀石墨的制备方法可膨胀石墨的制备方法主要分为两步：氧化和膨胀。
首先，将石墨暴露在氧化剂中，在高温下进行氧化反应，使石墨表面形成氧化层。
然后，通过加热处理，氧化层中的气体被释放出来，从而形成膨胀的结构。
三、可膨胀石墨的应用领域可膨胀石墨由于其独特的物理和化学性质，在许多领域具有广泛的应用。
首先，可膨胀石墨可以作为填料在高温密封材料中使用，具有优异的耐高温性能和密封性能。
其次，可膨胀石墨可以制备成膨胀石墨板，用于隔热、吸声和阻燃等领域。
此外，可膨胀石墨还可以用于制备膨胀石墨烯，具有很高的导热性能和机械强度，可应用于电子器件、储能材料等方面。
四、可膨胀石墨的未来发展方向随着科学技术的不断进步，可膨胀石墨在未来有着广阔的发展前景。
一方面，研究人员可以进一步改进制备方法，提高可膨胀石墨的膨胀性能和稳定性。
另一方面，可以探索可膨胀石墨在新能源领域的应用，如太阳能电池、燃料电池等。
此外，可膨胀石墨还可以与其他材料进行复合，形成新的复合材料，用于更广泛的领域。
可膨胀石墨是一种特殊的石墨，具有独特的物理和化学性质。
它的制备方法简单，应用领域广泛，未来还有很大的发展潜力。
我们相信，在科学家们的不懈努力下，可膨胀石墨将在各个领域展现出更加优异的性能，并为人类的生活带来更多的便利和创新。
低能耗型可膨胀石墨的制备研究
能， 被 广泛 应用 于 防火阻燃 、 电极 材料 、 医用 敷料 、 石 油化工 、 环 境保 护 、 吸 油材 料 、 军 用 发烟 剂 及 防静 电 涂 料 等领 域 ］ 。采 用 化 学 氧 化 法 和 电化 学 法 可 制 备各 种不 同标 准 的可 膨 胀 石 墨 ， 膨胀容积 为 １ ０ ０～
第ｌ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
矿 产 综 合 利 用
Ｍｕ ｌ ｉ ｔ ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ
ＮＯ． １ Ｆｅ ｂ． ２ Ｏ１ ３
低 能 耗 型 可 膨 胀 石 墨 的制 备 研 究
积 的 因素进 行 了探讨 。
１ 试验部分
．
合均匀 ， 搅拌并加入天然鳞片石墨 ， 常温下反应一定 时间。反应结束后 ， 水洗至 中性 ， 抽滤， 干燥 即得低 温可膨胀石墨。取可膨胀石墨置人 ４ ０ ０ ｏ ｃ的马弗炉 中膨胀 ， 取出后读取体积。工艺流程见图 １ 。
１ ． １ 试 验原 料 与仪器
周 丹凤 ， 田金 星
（ 武汉理 工大 学资 源与 环境 工程 学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 以Ｈ Ｃ Ｉ Ｏ ／ Ｃ Ｈ ， Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ ／ Ｋ Ｍｎ Ｏ 为氧化插层体系制备低温可膨胀石墨 ， 从Ｈ Ｃ Ｉ Ｏ 用量、 Ｃ Ｈ ， Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ用量 、
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ ４
中图分类号 ： Ｔ １ ６ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ５ ４ — ０ ４
膨胀石墨的化学氧化法制备的研究进展
中国非金 属矿工 业导刊
总第 ９ 期 ４
宫象 亮等 用ＨＮＯ３ Ｍｎ 氧化 剂 ，Ｈ Ｐ 和Ｋ Ｏ做 Ｏ
梅辰等 采用化学 氧化法 ，以Ｈ １ Ｃ ０ 为浸泡剂 ， 在强氧化剂ＫＭｎ Ｏ 的作用下 ，对 细粒（０ ～１ ０ １０ ４ 目细
磷酸浸渍、脱磷酸 、水洗 至 中性 、低温干燥 、ｌ ５ ℃ ０ ０
高温膨化 、压缩空气换气等工艺 ，使制得 的柔性石墨
万为敏等“以高锰酸钾为氧化剂 ，以硝酸 和磷酸 为 插入剂 ，以天然鳞 片石 墨为基质 制备 了无 硫可膨
胀石 墨 。在试验 条件为石 墨（） 混 酸（ ） 高锰酸 ｇ： ｍＬ ： 钾 （ ） ． １ ０． 、反 应 温度 ４ ℃ 、反应 时 间 ｇ ＝１ ０： ０： ２ ５
鳞 片石墨制备高倍率膨胀石墨显得尤为重要 。这样可
以大大 降低膨胀石墨实际生产 中的成本 ，使得其应用 更为广泛 。
２ 插层 剂 的选择
田金星等 以硝酸 、磷酸为浸泡剂 ，在强氧化剂
的作用 下 ，对无硫膨胀石墨的制备进行 了研究 。研究 表明 ：采用化学氧化法 ，用 ＨＮＯ 代替硫酸 制备膨 胀
的存在 会加速 金属腐蚀 ，尤其在用于核能工业 的密封
时 ，从安 全方 面考虑 ，要 求硫 含量 小于４ ０ ／ 。 ５ ｍｇ ｇ
所 以，探讨 低硫膨 胀石墨的制备 很有必要 。
伍文斌等 以特殊的硝酸磷酸混合 液为浸泡液 ， 得到的膨胀石墨含硫量低（４ ／ ） １ ｍｇ ｇ ，而且反应过程 １ 中不使用其他 的氧化 剂 ，所 以产 品中不含有害的金属
元素 。
李冀辉等 采用乙酸酐为插入剂 ，Ｈ２： Ｏ 和Ｋ ｒ ， Ｃ２ Ｏ 为氧化剂制备 低硫可膨胀石 墨。制备 出的可膨胀石墨 膨胀后体 积达￣２ ０ ／ ，含硫量 ０ １％。 ８ ｍＬ ｇ ． １ 高 山等 针对 传统方法制得 的膨 胀石墨 的硫含量
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述膨胀石墨是一种应用广泛的材料，具有独特的性能和多种应用。
随着科学技术的不断进步，膨胀石墨的研究也在不断取得新的突破和进展。
本文将就膨胀石墨材料的研究进展和应用进行综述，以期为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
一、膨胀石墨的基本性质膨胀石墨是一种蜂窝状结构的碳材料，具有低密度、高表面积和优良的导电性能。
其主要特点包括：①低密度：膨胀石墨的密度通常在0.03-0.15 g/cm3之间，是普通石墨的十分之一至百分之一；②高表面积：由于其蜂窝状结构，膨胀石墨的比表面积非常大，为普通石墨的数倍至数十倍；③导电性：膨胀石墨具有优良的导电性能，可以用作电磁屏蔽材料和导电填料。
二、膨胀石墨的制备方法膨胀石墨的制备方法主要包括化学氧化-脱氧化法、高温气相法和机械热处理法。
化学氧化-脱氧化法是目前应用最为广泛的一种制备方法，其步骤主要包括：①将晶态石墨氧化为氧化石墨（GO）；②采用热处理或化学还原将氧化石墨还原为膨胀石墨。
高温气相法则是通过高温氧化对蜂窝状石墨进行气相脱氧化制备膨胀石墨，其制备过程繁琐，但可以得到高纯度的膨胀石墨。
机械热处理法是通过机械剪切破坏晶态石墨层间键合，使其在高温下膨胀形成膨胀石墨。
三、膨胀石墨的研究进展1. 结构调控近年来，研究者对膨胀石墨的结构进行了一系列调控，以改善其性能和拓展其应用。
通过改变氧化石墨的氧含量和还原条件可以实现对膨胀石墨孔径和孔隙结构的调控；还可以通过改变石墨氧化-还原过程中的温度和时间参数来调控膨胀石墨的晶格结构和层间距离。
2. 合成方法研究除了传统的化学氧化-脱氧化法和高温气相法，研究者还提出了一些新的合成方法，如电化学氧化还原法、熔盐电解法和微波辐射法等。
这些新的合成方法不仅可以提高膨胀石墨的制备效率，还可以得到更具有特色的膨胀石墨材料。
3. 功能化改性为了拓展膨胀石墨的应用领域，研究者对其进行了功能化改性。
通过表面修饰、负载功能材料或进行化学修饰，可以赋予膨胀石墨新的性能和功能，如改善其分散性、增强其力学性能、提高其吸附性能等。
电化学法制造膨胀石墨的再改进
过程中存在电子授受的机理 ， 同化学法相比 ， 电化 用 学 法制 造 可膨 胀 石 墨 ， 氧化 剂用 量 大 为 减少 ， 且 其 而 化 学反 应插 入 物 在 层 间 分 布均 匀 ， 品 的 可膨 胀 性 产 能 稳定 ， 已成 为新 工 艺探 索 的 主要 目标 ｊ 。 膨 胀石 墨 的 电化 学 制备 目前 在发 达 国 家 已作 为
ＨＳ Ｏ 一ＨＮ 工 艺 体 系 ， 法 虽 工 艺 简 单 ， 酸 用 Ｏ 此 但 量大 ， 制备 过 程 中某 些 化学 因素难 以控 制 ， 入物 在 插 层 间分 布 不均 匀 ， 品 质量 稳 定性 差 【 ｊ而 且 环 境 产 ３ ， 污 染严 重 ； 电化学 法 则 是 基 于 可 膨 胀 石 墨 在 制 备 而
—
１ 磁 力加 热搅 拌 器 ， 州 仪表 电机 厂 。 型 杭
１ ２ 方 法 ．
Hale Waihona Puke 胀 石 墨 ） 制 备 。 目前 ， 制 备 方 法 主 要 有 两 种 的 其
— —
１ ２ １ 可膨 胀 石 墨 的制 备 ． ．
化 学 氧 化 法 和 电 化 学 氧 化 法 。化 学 法 是 采 用
维普资讯
第ｌ 卷第 ｌ期 ９ ０
２ ０ 年 １ 月 ０ ２ ０
精
细
化
工
Ｖｏ ． ９， ． ０ １ １ Ｎｏ １
Ｏｃ ． ２ ０ ０ ２ ｔ
ＦＩ ＮＥ ＣＨ Ｅ Ｉ Ｍ ＣＡＬＳ
有机电化鸯 工业 噶
电化 学 法 制 造 膨 胀 石 墨 的 再 改 进
化 率 可 达 ２ ５ｍＭｇ ０ ｌ 。 关键 词 ： 胀石 墨； 墨插层 ； 化学合成 膨 石 电
中图分类号 ：Ｑ ３ Ｔ ０５
膨胀石墨综述
HUNAN UNIVERSITY膨胀石墨制备膨胀石墨制备学生姓名：张成智学生学号：B1513Z0359学院名称：材料科学与工程学院指导老师：陈刚二〇一五年十一月膨胀石墨制备工艺综述摘要：随着近代生产向高速度、高参数发展，尤其是原子能、导电、地热、宇航等新技术的兴起，对材料的要求也越来越高。
例如，旋转发动机顶点部分的滑动密封、石油、化工、冶金、地热工业中的高温密封、核工业上的耐辐射密封等，都需要一种既耐高温、耐腐蚀、耐辐射、又有柔软性、回弹性和长寿命抗氧化的高性能密封材料。
近年来实践证明，膨胀石墨和以它为基体的复合材料能够很好地满足诸方面的要求。
本文通过查阅文献总结了膨胀石墨的制备方法、工艺、应用，以及发展趋势。
关键词：膨胀石墨；机理；复合材料；应用膨胀石墨，研究碳材料的同仁肯定不陌生，但是如何定义“膨胀”二字呢能膨胀到多少倍的石墨才叫膨胀石墨呢可膨胀石墨与膨胀石墨又没有一个明确的定义和区分；可膨胀石墨与石墨层间化合物是不是一种物质可膨胀石墨是指已经插层了层间化合物还是可以膨胀的石墨的一个统称还有鳞片石墨的尺寸在一个什么范围内，石墨才具有膨胀性，为什么这些都需要给一个明确的定义才行。
天然石墨是层状结构如图1(a)所示，石墨是共价键结合的正六边形片状结构单元，层间依靠离域π键和范德华力连接并可相对滑动。
天然石墨层间的范德华力非常微弱，所以可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨层间，有些可与层内电子发生局部化学反应[1]，形成层间化合物[（Graphite Intercalation Compound）简称GIC，图1(b)]。
天然石墨可与硝酸、硫酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等强氧化剂混合形成可膨胀石墨，当可膨胀石墨通过马弗炉或微波加热时，石墨碳层沿C轴方向发生大幅膨胀，形成结构疏松、低密度的蠕虫石墨、内部具有大量独特的网状微孔结构，也即膨胀石墨或石墨蠕虫(Worm-1ike Graphite)[（ Expanded Graphite）简称EG，图1(c)][2]。
膨胀石墨的制备工艺与应用
ｍａ ｅ ｉｌ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｙ ｃ ｅ ｃ ｌ ｘ ｄ ｔ ｎ，ｅｅ ｔｏ ｈ ｍ ｉｔ ｙ ｔ ｒ ｓ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｂ ｈ ｍｉａ ｉ ａ ｉ ａ ｏ ｏ ｌ ｃ ｒ ｃ ｅ ｓ ｒ ，ｍｉ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｅ ｕ ｏ ａ ｉ — ｃ ｏ ｖ ，ｄ ｔ ｎ ｔ ｒ ｇ ｓ ｏ ｓ ｖ ｌ ｔ ｉ ｏ ｌ ｚ ｔｏ ｔ ｏ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｍ ｏ ｔ ．Ｔｈ ｖ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ａ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｇ ｏ ｎ ｆｅ ｐ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｗｅ ｅ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｓ ｌ ｙ ｅ ｉ ｅ ｔｇ ｔ ｃ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｅ ｒ ｕ ｄ ｏ ｘ ａ ｄ ｄ ｎ ｏ ｔ ｃ ｇ ａ ｈ ｔ ｔ ｒａ ｓ ｗｅ ｅ ｓ ｍｍ ａ ｉｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ ｉ ｈ ｉ ａ ｐ ｉｄ ｆ ｌ ｓｏ ｉｐ ｏ ｆ ｌｍ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ— ｒ ｐ ｉｅ ｍａ ｅ ｉ ｌ ｒ ｕ ｒｚ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｌ ｉ ｄ ｆａｒ ｒ ｏ ，ｆ ｅ ｅ ａ ｅ ａ ｄ ｎ ，ｌ ｂ ｉ
第３ ７卷第 ３期
２１ ０ ０年 ９月
黑
龙
江
水
专
学 报
Ｖ ｏ ． ７， ． １ ３ ＮＯ ３
Ｓｅ ．， ０１ ｐ ２ ０
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｅｌｎ ｊ ｎ ｄ ａ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｒａ ｉ ｇ ｇＨｙ ｒｕｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏ ｏ ｉ ａ ｃ ｎ
氧化法制备可膨胀石墨
氧化法制备可膨胀石墨氧化法制备可膨胀石墨是一种制备石墨材料的方法，其独特性质使得可膨胀石墨广泛应用于建材、汽车、轻工、电子等众多领域。
在本文中，我们将介绍氧化法制备可膨胀石墨的原理、方法和应用。
一、氧化法制备可膨胀石墨的原理可膨胀石墨是一种具有高度可膨胀性的石墨材料，其制备通常使用氧化法。
该方法采用了碳材料的加氧制氧过程，将石墨氧化后形成具有高度层状结构的氧化石墨。
此后，经过一次高温处理即可获得可膨胀石墨。
由于氧化石墨层状结构的特性，热膨胀性得以大幅度增加，从而形成可膨胀性石墨材料。
二、氧化法制备可膨胀石墨的方法1.原材料的制备石墨材料作为氧化石墨材料的前驱体，是制备可膨胀石墨的基础。
原材料中的杂质、石墨片大小和形态都会影响可膨胀性。
因此，在选择原材料时，要选择具有较高纯度和小石墨片的石墨材料。
2.氧化石墨的制备氧化石墨材料是可膨胀石墨材料的前身，因此氧化石墨的制备过程非常重要。
该过程需要将石墨材料加入到硝酸中进行反应，过程中需要加热和搅拌。
反应完成后，产物应该进行充分的洗涤和过滤。
3.高温处理高温处理是可膨胀石墨制备的最后一步。
在该过程中，氧化石墨将被还原为石墨，同时通过气体或化学物质的影响，石墨表面形成了大量的孔隙和微裂缝。
这些孔隙和微裂缝赋予了可膨胀石墨良好的膨胀性。
三、氧化法制备可膨胀石墨的应用可膨胀石墨在众多领域都有广泛应用：1.建材：可膨胀石墨广泛应用于建筑材料、保温材料、屋面防水材料等方面。
其优良的隔热性能和轻盈的质量使得其在这些领域中可以替代一些传统的材料。
2.汽车：可膨胀石墨可以被用于汽车轻量化。
通过将可膨胀石墨纳入到聚合物中，制备出轻量化部件，可以显著降低汽车的重量，提高车辆性能和燃油效率。
3.电子：可膨胀石墨因其具有良好的导电性和热导性被广泛应用于电子领域。
例如，可膨胀石墨被用于作为电子导线、发泡胶等。
四、总结氧化法制备可膨胀石墨是一种制备石墨材料的有效方法。
该方法的原理简单，使得制备的可膨胀石墨具有良好的膨胀性，具有广泛的应用前景。
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料（Expanded Graphite，EG）是一种具有独特结构和优异性能的可持续
发展新型材料，其结构特征在于非晶碳纤维层面的石墨化和微孔化。
膨胀石墨材料具有高
温稳定性、高比表面积、良好的导电性和导热性、良好的化学惰性、非离子特性以及良好
的机械强度等特性。
因此，膨胀石墨材料被广泛应用于电池、涂料、玻璃纤维增强塑料、
吸附材料等领域。
EG的制备方法主要有物理法、化学法、高温煅烧法和微生物法等。
其中，热处理是最常用、最经济和最有效的方法。
它采用高温热解分解原料来制备EG，通过氧气、氮气、水蒸气或惰性气体来控制膨胀的程度和形态。
EG在电化学应用领域中可以作为电池正极材料，因为膨胀石墨材料的高比表面积和导电性能可以提高电池的输出功率和能量密度，同时其化学稳定性也可以提高电池的安全性能。
此外，EG还可用于制备超级电容器电极、电化学催化剂、燃料电池电极等领域。
在涂料、塑料和橡胶增强材料领域，EG可作为填充材料，以改善材料的机械和物理性能。
EG在玻璃纤维增强塑料中的应用也得到了广泛关注，因为它可以增强材料成型性、强度和耐腐蚀性能。
在环境保护领域，EG可以用作高效吸附材料，因为其极性和非极性表面可以吸附各种有机和无机物质。
EG也可以用于水处理，因为其微孔结构可以去除水中的重金属和有机物质。
综上所述，膨胀石墨材料是一种多功能、多用途、可持续发展的新型材料，具有广泛
的应用前景。
随着对其性能和结构的深入研究，可以更好地利用其性能，拓展其应用领域。
膨胀石墨制备方法
膨胀石墨制备方法
膨胀石墨（ExpandedGraphite）是一种有机复合材料，由晶体结构紧密组织的碳原子构成。
与传统石墨不同，膨胀石墨具有更大的表面积和更高的比表面积。
作为一种新型的碳材料，膨胀石墨有着独特的物理、化学和电学性能，非常适合应用于电池、碳电极和能源存储等领域。
膨胀石墨的制备方法有很多种，本文主要介绍一种常用的膨胀石墨制备方法：氯化石墨制备法。
第一步：获取原料。
从市场上购买普通石墨，是制备膨胀石墨的基础。
第二步：进行反应。
将普通石墨加入氢氧化钙溶液中，搅拌均匀，形成氯化石墨。
第三步：膨胀石墨的制备。
将氯化石墨添加到硅酸溶液中，放入高温的热水浴中，保持温度在120℃附近，持续煮沸一段时间。
热水中的硅酸可以在石墨结构中形成分子链，使石墨结构变化，从而使其具有膨胀性。
第四步：离心沉淀。
膨胀石墨和浓硅溶液混合后，冷却至室温，加入大量纯净水，使膨胀石墨离心沉淀。
第五步：洗涤干燥。
将膨胀石墨放入洗涤槽，加入硝酸或盐类，并用温水洗涤膨胀石墨，再将膨胀石墨易拉罐中加入精细的滤纸，晾干后即可使用。
以上就是膨胀石墨的制备方法。
使用这种方法制备出的膨胀石墨
具有良好的结构和功能，可以有效地改善材料的性能，为电池、碳电极等元件的应用提供可靠的性能支持。
此外，通过不同的反应条件和原料，膨胀石墨的制备方法还可以改进，使膨胀石墨具有更好的性能，为新型电池和能源存储系统提供新的材料支持。
膨胀石墨的特性、合成方法及在阻燃防火上的应用。
1 石墨及膨胀石墨特性石墨是一种天然层状无机材料，资源丰富且价格便宜。
我国作为石墨资源第一大国，产量和出口量均居世界第一位我国。
全国20个省(区)有石墨矿产出。
探明储量的矿区有91处，总保有储量矿物1.73亿吨，居世界第1位。
膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，经化学或电化处理而得到的一种石墨产品。
石墨具有层状结构，碱金属，卤素金属卤化物，强氧化性含氧酸，都可嵌入层间。
形成层间化合物，在受到200摄氏度以上高温时，由于吸留在层形点阵中化合物的分解，石墨层间化合物急剧分解、气化、膨胀（沿层间膨胀150～250倍）后，膨胀石墨便开始膨胀，并在1100摄氏度时达到最大体积。
最终体积可以达到初始时的280倍。
而制得密度极低（0.003～0.005g/cm3）的蠕虫状石墨，它是一种结构疏松、柔软、富有韧性的物质，故通常称它为柔性石墨。
膨胀石墨材料，是近三十年来发展起来的新型碳素材料，由美国联合碳化物公司在1963年首先申请专利并于1968年进行工业化生产。
由天然鳞片石墨制得的膨胀石墨材料，即保留了石墨的耐高温、耐腐蚀、能承受中子流、β射线、γ射线的长期辐照，磨擦系数低，自润滑性好，导电导热、并呈各向异性等性能，又具备天然石墨没有的：可弯曲、可压缩、有弹性、不渗透等新特点。
疏松多孔，富有弹性。
耐温范围宽在-200～3600℃之间。
在高温，高压或辐射条件下工作，不发生分解，变形或老化，化学性质稳定。
膨胀石墨可被广泛用作：抗辐射的内衬材料，高温下杂质扩散的栅栏材料，高温炉衬热屏蔽材料，高温防热震材料，导弹进入大气层的鼻锥材料，固体烯料火箭发动机喷嘴等等，其高科技附加值极高。
膨胀石墨受热膨胀，这一特性使得膨胀石墨可以在火灾发生时通过体积的瞬间增大将火焰窒息，从而达到阻燃防火之目的，还可用于冶金工业的保温及作消防的灭火剂。
图1 处理后鳞片石墨图2 膨胀后的石墨2 制备膨胀石墨的方法2.1 化学插层法将粒度在100目～160目之间的混合细鳞片石墨（含碳量在85～96%），置于按硫酸（浓度96%）：硝酸（浓度65%）＝5～7.5∶1配制的主酸化液中搅拌均匀，20～30分钟后加入高锰酸钾（用量为石墨量的6～7%），间歇搅拌20～30分钟后，加入三氯化铁（用量为石墨量的5～6%），间歇搅拌2～10小时，抽滤除去酸液，用水冲洗至PH=5～7，60℃真空干燥，即可制得膨胀石墨。
膨胀石墨综述
HUNAN UNIVERSITY 膨胀石墨制备膨胀石墨制备****：***学生学号：B1513Z0359学院名称：材料科学与工程学院指导老师：陈刚二〇一五年十一月膨胀石墨制备工艺综述摘要：随着近代生产向高速度、高参数发展，尤其是原子能、导电、地热、宇航等新技术的兴起，对材料的要求也越来越高。
例如，旋转发动机顶点部分的滑动密封、石油、化工、冶金、地热工业中的高温密封、核工业上的耐辐射密封等，都需要一种既耐高温、耐腐蚀、耐辐射、又有柔软性、回弹性和长寿命抗氧化的高性能密封材料。
近年来实践证明，膨胀石墨和以它为基体的复合材料能够很好地满足诸方面的要求。
本文通过查阅文献总结了膨胀石墨的制备方法、工艺、应用，以及发展趋势。
关键词：膨胀石墨；机理；复合材料；应用膨胀石墨，研究碳材料的同仁肯定不陌生，但是如何定义“膨胀”二字呢？能膨胀到多少倍的石墨才叫膨胀石墨呢？可膨胀石墨与膨胀石墨又没有一个明确的定义和区分；可膨胀石墨与石墨层间化合物是不是一种物质？可膨胀石墨是指已经插层了层间化合物还是可以膨胀的石墨的一个统称？还有鳞片石墨的尺寸在一个什么范围内，石墨才具有膨胀性，为什么？这些都需要给一个明确的定义才行。
天然石墨是层状结构如图1(a)所示，石墨是共价键结合的正六边形片状结构单元，层间依靠离域π键和范德华力连接并可相对滑动。
天然石墨层间的范德华力非常微弱，所以可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨层间，有些可与层内电子发生局部化学反应[1]，形成层间化合物[（Graphite Intercalation Compound）简称GIC，图1(b)]。
天然石墨可与硝酸、硫酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等强氧化剂混合形成可膨胀石墨，当可膨胀石墨通过马弗炉或微波加热时，石墨碳层沿C轴方向发生大幅膨胀，形成结构疏松、低密度的蠕虫石墨、内部具有大量独特的网状微孔结构，也即膨胀石墨或石墨蠕虫(Worm-1ike Graphite)[（ Expanded Graphite）简称EG，图1(c)][2]。
可膨胀石墨生产工艺
可膨胀石墨生产工艺可膨胀石墨是一种新型的材料，具有轻质、高强度和耐高温等特点，广泛应用于航空航天、冶金、化工等行业。
下面介绍一种可膨胀石墨的生产工艺。
首先，选择优质的石墨粉作为原料。
石墨粉应具有一定的结晶度和颗粒度，以保证最终产品的性能。
原料经过筛分、洗涤和干燥等步骤，去除杂质和多余的水分。
接下来，将石墨粉与发泡剂进行混合。
发泡剂可以选择纯碱或碳酸钠等物质，其作用是在高温下分解产生气体，使石墨膨胀。
根据需要调整石墨粉和发泡剂的比例，以控制膨胀程度。
然后，将混合物放入特制的发泡炉中进行加热。
加热过程中，发泡剂开始分解产生气体，气体在石墨粉内部形成微小的气泡，使石墨膨胀。
温度和时间的控制是关键，需要根据石墨粉和发泡剂的性质选择适当的加热条件。
最后，将经过膨胀的石墨粉进行冷却和打磨。
冷却过程可以使用水或空气进行，以固化膨胀的石墨。
打磨过程可以通过机械或化学方法进行，以获取所需的粒径和形状。
在整个生产工艺中，需要注意以下几点：1. 原料的选择和处理要严格控制。
石墨粉应具有一定的结晶度和颗粒度，发泡剂应纯净无杂质。
原料处理过程中要避免水分和杂质的污染。
2. 发泡剂的选择和比例要合理。
发泡剂应能在高温下分解产生大量气体，比例要根据需要进行调整，以控制膨胀程度。
3. 加热过程中要控制温度和时间。
过高的温度或时间会导致石墨过度膨胀或烧结，影响产品的质量。
4. 冷却和打磨过程要充分进行，以固化和改善石墨的性能。
可膨胀石墨生产工艺是一个复杂的过程，需要掌握一定的技术和经验。
不同的应用领域对可膨胀石墨的性能要求不同，生产工艺也会有所差异。
以上介绍的是一种常见的可膨胀石墨生产工艺，具体操作可根据需要进行调整和改进。
膨胀石墨生产工艺
膨胀石墨生产工艺
膨胀石墨是一种具有低密度、低导热性和高温稳定性的材料，广泛应用于航天、化工、电子等领域。
下面将介绍膨胀石墨的主要生产工艺。
首先，膨胀石墨的原料通常是天然石墨或人工石墨。
天然石墨经过粉碎研磨后，通过分级筛分得到粒径适中的石墨颗粒。
人工石墨则是通过石墨粉末和粘结剂混合后压制成型并烘干得到。
接下来，将石墨颗粒或人工石墨放入高温炉中进行热膨胀处理。
在高温下，石墨颗粒因热胀冷缩的物理特性，石墨中的空隙会迅速膨胀，形成石墨层间间隙。
同时，高温下的气氛控制会使石墨表面产生氧化反应，形成一定的氧化膜。
然后，通过对膨胀后的石墨进行加工，可以得到各种形状和尺寸的膨胀石墨制品。
常见的加工方法包括切割、研磨、打孔、粘接等。
其中，切割是膨胀石墨生产过程中常见的一种工艺，可以使用切割机械将膨胀石墨切割成所需的形状和尺寸。
最后，经过加工后的膨胀石墨制品通常需要进行表面处理，以提高其密封性和抗氧化性能。
表面处理方法包括涂层、填充、喷涂等。
常用的涂层材料有石墨粉末、金属涂层等，填充材料则可以选择聚酰亚胺、碳纤维等。
以上就是膨胀石墨生产工艺的基本过程。
随着技术的发展，膨胀石墨的生产工艺也在不断改进和完善，以满足各个领域对膨胀石墨制品的需求。
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述膨胀石墨材料是一种具有微观空隙结构的石墨材料，可以通过化学氧化和高温处理等方法将天然石墨氧化并膨胀而成。
这种材料具有优异的导电性、导热性和化学稳定性，因此在许多领域都有着重要的应用价值。
本文将对膨胀石墨材料的研究进展及其应用进行综述。
一、膨胀石墨材料的制备方法目前制备膨胀石墨材料的方法主要有化学氧化法、物理膨胀法和化学氧化-物理膨胀复合法等。
化学氧化法是通过将天然石墨与氧化剂反应，将其氧化成石墨烯氧化物，再经过高温处理使其膨胀而成。
物理膨胀法则是通过高温加热天然石墨，在高温下石墨层间的氧化物蒸发，从而使石墨产生膨胀。
化学氧化-物理膨胀复合法是将两种方法结合起来，先进行化学氧化，再进行物理膨胀。
这些方法都可以制备出高质量、高膨胀率的膨胀石墨材料。
膨胀石墨材料的物理性质主要包括膨胀率、导电性、导热性、表面积等。
膨胀率是衡量膨胀石墨材料膨胀程度的指标，一般可以通过加热天然石墨样品来测定其膨胀率。
导电性和导热性是膨胀石墨材料最重要的物理性质，其导电性能比普通石墨高出很多倍，因此在电池、超级电容器等领域有着重要应用。
表面积则是膨胀石墨材料的另一个重要物理性质，其大的比表面积使其在催化剂、吸附剂等领域有广泛的应用。
膨胀石墨材料的化学性质主要表现在其表面的化学活性和对各种化学物质的吸附性。
其表面的官能团使其能够与化学物质发生反应，广泛应用于催化剂、吸附剂等领域。
膨胀石墨材料对气体、液体的吸附性也很强，因此在储气、净水等方面也有着重要的应用。
1. 电化学领域膨胀石墨材料具有优异的导电性能和化学稳定性，在电化学领域有着广泛的应用。
其可以作为电极材料用于电容器、电池等设备中。
由于其大的比表面积，也可以作为电化学传感器的敏感材料，用于检测各种离子和分子。
膨胀石墨材料还可以用作超级电容器的电极材料，具有高能量密度和长循环寿命等优点。
膨胀石墨材料具有丰富的表面官能团和大的比表面积，因此可以作为催化剂的载体或直接作为催化剂。
膨胀石墨_2012
结构及特性
膨胀石墨是非极性吸附材料，层面由 石墨微晶组成，膨胀发生在层面之间， 膨胀过程，活化过程均不发生化学变 化，膨胀石墨保持了原有的非极性。 膨胀后生成石墨蠕虫，蠕虫的外壁上 也有若干孔，这些孔相互连通形成网 络孔隙结构。 1000℃的时候膨胀最大，体积可达原 初的数百倍。可简单加热再生。
一级孔
膨胀石墨
在十九世纪六十年代初， Brodie将石墨和硝酸、 硫酸等化学试剂作用后 加热，发现了膨胀石墨， 直到近百年以后，才开 始应用。
膨胀石墨是由天然鳞片石墨经插 层，水浇，干燥，高温膨化得到 的一种疏松多孔的颗粒状新型炭 材料。既保留了天然炭材料的耐 腐蚀性，耐热性，耐辐射性，无 毒性等性质，又具有天然石墨所 没有的吸附性，环境协调性，生 物相容性。
吸附机理
1膨胀石墨为非极性吸附材料
2膨胀石墨的层面由石墨微晶组成，膨胀后生成大量的蠕虫空腔，孔 隙相互连接形成网络状孔隙结构。适合吸附大分子物质。
3蠕虫空腔表面的非极性，不规则性，高活性本身就具有结合在一起 的趋势，且夹层化合物在高温下迅速分解，气体压力造成孔隙表面层 外缘卷曲，又赋予其表面结构新的边缘活性，形成储油为狭缝或由其衍生形成的多边形柱孔和楔形孔，表面孔 一般为开放孔，内部互连孔，有开放孔，半开放，封闭孔三种情 况。孔径较宽，孔容积占98%。 膨胀石墨具有四级孔粒结构。一级孔为表面V型开放孔，十几 微米到几百微米。二级孔亚片层间柳叶形，横向相互连通，几 微米到十几微米。三级孔石墨为亚片层内多边形孔，1微米到 0.1微米量级。四级孔在纳米量级，极少。
150ml印染废水，经1g80目250倍膨胀石墨吸附后，色度和CODcr均 能达到Ⅰ级排放标准。膨胀石墨低密度板，在一次使用时间上明 显优于活性炭，实用性和经济性有独特优势。
膨胀石墨制备
膨胀石墨制备石墨晶体是由碳元素组成的六角网平面层状结构，层平面上的碳原子以共价键结合，层与层间以范德华力结合，这种结合力很弱，只有17kJ/mol，层间距离较大。
在适当条件下，酸、碱金属、盐类等多种化学物可插入石墨层间，并与碳原子结合形成新的化学相—石墨层间化合物。
这种层间化合物在加热到适当温度时，可瞬间迅速分解，使石墨沿C轴方向膨胀成蠕虫状的新物质，即膨胀石墨。
膨胀石墨经过了插层、脱插、膨化。
压制等化学物理作用，晶体结构始态与终态是相同的，因此膨胀石墨化学稳定性好，耐腐蚀性强，几乎对所有的酸、碱、盐、有机溶剂、油类等都有较好的稳定性，可以适应介质的pH值为0～14。
它是一种理想、经济又具有广泛用途的功能材料，目前已广泛应用于化工、电力、机械、仪表、汽车、宇航等工业部门。
一、实验目的1、了解膨胀石墨的性质，用途及合成方法；2、学习研究性实验的一般程序，培养科学研究过程的基本技能、技术和能力；3、训练实验方案设计基本能力；二、实验流程图1实验操作流程图三、 实验原理化学法制备的膨胀石墨一般都含有一定量的腐 蚀性元素，如硫、氯等。
当密封材料应用于腐蚀性介质中时，由于石墨与金属的腐蚀电位不同，因此还存 在石墨与金属形成电化学腐蚀的问题。
为了解决应 用中的腐蚀问题， 除了在材料的应用结构形式等方面 改进外，氧化剂和插层剂的改进研究也十分必要。
本实验以发烟硝酸和双氧水为氧化剂，乙酸为插层剂，用化学氧化法制备膨胀石墨，该膨胀石墨适合 用作密封器件。
考察了发烟硝酸和双氧水的体积比、 氧化剂和插层剂的体积比、氧化时间、氧化剂和插层 剂的量对膨胀石墨的膨胀体积的影响。
为具有密封性的膨胀石墨的开发生产提供新途径。
四、实验材料1．仪器及设备：电子天平、恒温水浴锅、真空抽滤机、抽滤瓶、玻璃棒、电热恒温干燥箱、马弗炉、大小量筒、石英坩埚及坩埚钳、研钵、磨口称量瓶、烧杯等。
2．原料及主要试剂：攀枝花原产天然细鳞片石墨、浓硝酸、双氧水 冰乙酸、35﹪硝酸。
膨胀石墨的制备
膨胀石墨的制备
膨胀石墨是一种具有大量微孔结构和高比表面积的碳材料，广泛应用于电池、催化剂、吸附材料等领域。
下面是膨胀石墨的制备方法：
1.原料准备：选择高纯度的天然石墨或人工合成的石墨作为原料。
2.预处理：将原料石墨进行粉碎和筛分，得到均匀细小的石墨粉末。
3.化学活化：将石墨粉末悬浮于一种氧化剂溶液中，常用的氧化剂有硝酸、次氯酸钠等。
通过化学反应，氧化剂与石墨粉末发生反应，导致石墨表面的氧化。
4.水洗：将化学活化后的石墨粉末进行过滤和水洗，去除残余的氧化剂和产生的氧化物。
5.干燥：将洗净的石墨粉末进行干燥，通常采用真空干燥、热风干燥等方式。
6.高温膨胀：将干燥后的石墨粉末置于高温炉中，加热至适当温度（常见为600~1000摄氏度），在惰性气氛中（如氮气或氩气）下进行热解。
在高温下，石墨中的氧化物被还原并释放出气体，产生气体压力使石墨发生膨胀。
7.冷却和粉碎：待石墨膨胀完成后，将样品冷却至室温，并进
行粉碎处理，得到所需的膨胀石墨产品。
需要注意的是，膨胀石墨的制备过程具有一定的复杂性，使用的化学活化方法、高温炉的条件和处理参数等因素均会对膨胀石墨的性质和性能产生影响，因此在具体操作时需要进行一定的优化和调控。
膨胀石墨盘根设备工艺原理
膨胀石墨盘根设备工艺原理概述膨胀石墨盘根设备是一种用于制造膨胀石墨材料的设备，可以实现膨胀石墨材料的自动化制造和优化控制。
该设备主要由熔炉、膨胀室、冷却室、除尘器、加热器、控制系统等组成，通过膨胀室中的高温气体使石墨材料膨胀，从而达到所需的物理、化学性能。
本文将从膨胀石墨的工艺原理、设备组成、工艺流程、工艺优势等方面进行详细介绍。
工艺原理膨胀石墨是指通过加热后，在保持其分子结构不变的情况下，使其表面膨胀的石墨材料。
膨胀石墨由于具有极强的吸附能力和高的孔隙率，可以用于吸附有机物、气体分离和制备轻质结构材料等领域。
目前，膨胀石墨的制备主要有两种方法。
第一种是加热后加压制气法，该方法对设备要求较高，而且由于操作不当易造成安全隐患。
第二种方法是在高温气体的作用下，石墨材料内部吸收气体，从而膨胀。
后者通常采用膨胀石墨盘根设备进行制备。
膨胀石墨盘根设备采用的原理是：利用氧气和天然气等混合气体在高温下燃烧，产生高温气体，然后将高温气体通过石墨材料，使其内部的气体膨胀，从而使石墨材料变得轻盈、多孔。
膨胀后的石墨材料具有良好的机械强度和化学性能，广泛应用于航空、航天、能源、石化等领域。
设备组成膨胀石墨盘根设备主要由以下部分组成：1.熔炉2.膨胀室3.冷却室4.除尘器5.加热器6.控制系统熔炉熔炉是膨胀石墨设备的主要部分之一，其作用是将固态石墨材料加热并熔化。
熔炉通常由炉体、加热器、温度控制器等部分组成。
熔炉的主要工作原理是将加热器产生的热能传导到石墨材料中，使其温度逐渐升高，最终达到熔化温度。
膨胀室膨胀室是膨胀石墨设备中的核心部分，它是实现石墨材料自动化膨胀的地方。
膨胀室由内膜管和壁管组成。
内膜管是用于石墨材料的膨胀和孔隙化的主要部件之一，它的内部涂有一层特殊材料，可以防止石墨材料附着在内膜管内表面。
壁管是用于将高温气体引向内膜管的部分。
冷却室冷却室是膨胀石墨设备中的另外一个重要组成部分，它主要用于调节石墨材料的温度。