可膨胀石墨生产的两种工艺

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。

实验一可膨胀石墨的制备实验

实验⼀可膨胀⽯墨的制备实验实验⼀膨胀⽯墨制备（6学时）⼀、实验⽬的1、熟悉膨胀⽯墨层间化合物的制备原理，掌握⼀种可膨胀⽯墨的制备⽅法；2、⽐较⾼温膨胀法和微波膨胀法的膨胀效果。

⼆、实验原理膨胀⽯墨具有极强的耐压性、柔韧性、可塑性和⾃润滑性；极强的抗⾼、低温、抗腐蚀、抗辐射特性；极强的抗震特性；极强的电导率；极强的抗⽼化、抗扭曲的特性；可以抵制各种⾦属的熔化及渗透、⽆毒、不含任何致癌物，对环境没有危害。

由天然磷⽚⽯墨制备的膨胀⽯墨材料，既保留了天然鳞⽚⽯墨耐⾼温，耐腐蚀、能承受中⼦流、β射线、γ射线和长期辐射等特性，更有天然⽯墨本⾝没有的可弯曲、可压缩、有弹性、不渗透等特性，使其⼤量地运⽤于吸附材料、密封材料、电池电极等。

膨胀⽯墨运⽤于密封材料的技术⽬前较为成熟，⽽运⽤于吸附材料在近年来逐渐成为热点。

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-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π键。

⽯墨的这种层状结构使得层间存在⼀定的空隙。

因此在⼀定条件下，某些反应物(如酸、碱、卤素)的原⼦(或单个分⼦)即可进⼊层间空隙，并与碳⽹平⾯形成层间化合物。

这种插有层间化合物的⽯墨即为可膨胀⽯墨。

膨胀⽯墨是由天然鳞⽚⽯墨制备的可膨胀⽯墨⾼温膨胀后得到的⼀种疏松多孔的蠕⾍状多功能多⽤途的新型材料。

可膨胀⽯墨由天然鳞⽚⽯墨经氧化、插层、⽔洗、⼲燥得到。

其在⾼温下受热迅速膨胀, 膨胀倍数⾼达数⼗倍到数百倍甚⾄上千倍以形成膨胀⽯墨或⽯墨蠕⾍，由原鳞⽚状变成密度很低的蠕⾍状，形成了⼀个⾮常好的绝热层。

膨胀⽯墨既是膨胀体系中的碳源，⼜是绝热层，能有效隔热，在⽕灾中具有热释放率低，质量损失⼩，产⽣的烟⽓少的特点。

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]。

可膨胀石墨的膨化方法

可膨胀石墨的膨化方法
可膨胀石墨的膨化方法有三种，下面我们来了解一下由青岛华泰石墨总结的方法：
1.激光膨化方法论的研究
激光具有最高的能量密集度，并且石墨对激光还有良好的吸收性，其吸收率可达95%以上，这正好满足了石墨膨化需要快速升温的要求。

采用激光波长10.6微米的中红外光。

对于厚度只有几十微米的石墨鳞片来说，红外光的穿透深度是大约与其波长相当的。

所以它对石墨鳞片来说具有体积加热的效果。

由于激光高的能量集中和膨胀过程热量的传播方式，使得残余化合物的分解速度大于它所在微裂纹的扩展速度，生成的大量气体使裂纹上下表面迅速弯曲，造成剧烈的膨胀。

另外激光的高能量增加了鳞片内部小的残余化合物岛畴的膨胀，防止了相邻的大岛畴的膨胀对它的压制作用。

这两点原因全激光膨化有极高的膨胀倍数。

2.微波膨化方法论的研究
可膨胀石墨经过一个辐射区后被膨化。

辐射区内的能流密度（flux density amounts）最小为500KW/m2。

辐射源可采用红外光源、微波、激光束。

3.等离子体膨化方法的研究
将氟石墨层间化合物连续的注入到高温高达5000~8000K 的氩等离子体炬中，经过收集系统得到膨胀石墨蠕虫。

利用扫描电镜和拉曼Raman光谱分析石墨蠕虫表明：由此方法生成的膨胀石墨具有纳米碳管结构。

膨胀石墨制备方法

膨胀石墨制备方法
近年来，膨胀石墨凭借其优异的性能，在航空航天、船舶制造、节能建材等领域被广泛应用。

膨胀石墨产生的原因是石墨中固体碳氢键拆分松弛，结构膨胀，导致炭素含量的减少，从而获得轻质、结构膨胀的外观。

本文将通过介绍膨胀石墨的制备工艺，以及其优越性能，给大家带来一个全新的视角。

膨胀石墨的制备工艺主要包括两个步骤：热处理和脱键溶剂处理，其制备工艺如下：
热处理：首先将石墨粉末通过气流粘合器进行粒度分布，然后将石墨粉末放入真空炉中，控制温度至2800K，在真空状态下进行热处理2h，热处理后，石墨粉末就变成了薄片状。

脱键溶剂处理：将热处理后的石墨薄片放入甲醇溶液中，温度调节至45℃，经过一段时间的搅拌，使碳氢键进行拆分、松弛、膨胀，从而获得膨胀石墨。

膨胀石墨具有优越的性能，其中包括：
1、轻质：膨胀石墨具有较低的密度，质量轻，可以节约成本；
2、高强度：膨胀石墨具有极高的结构强度，可以抵抗高温、高
压等环境；
3、高导热性：膨胀石墨具有良好的导热性能，可以有效的将热
量传导出来。

此外，膨胀石墨还具有耐腐蚀性、韧性及热稳定性等优点，因此，在航空航天、船舶制造、节能建材等领域被大量应用。

总的来说，膨胀石墨具有较高的综合性能，具有重要的科学意义和工程应用前景。

未来，在研究膨胀石墨的制备方法和应用途径等方面，还有很多有值得深入研究的领域。

至此，本文介绍了膨胀石墨制备方法及其优越性能，膨胀石墨作为一种新型轻质材料有着广阔的发展前景，在航空航天、船舶制造、节能建材等领域有着重要的应用前景，为现代工业技术发展做出重要的贡献。

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]。

可膨胀石墨的制备

第2期997年6月无　机　化　学　学　报JOURNAL OF INOR G AN IC CHEMISTR YVol.13,No.2J une,1997研究简报可膨胀石墨的制备靳通收Ξ　马艳然　李　强(河北大学化学系,保定　071002)本文研究了一种以天然石墨和混酸为原料,高锰酸钾为氧化剂制备高膨胀容积可膨胀石墨的新方法。

其最佳参数为:混酸与石墨的重量比为3∶1;高锰酸钾为石墨重量的8%;反应温度25℃;反应时间015h。

制得的可膨胀石墨每克可膨胀体积为375毫升,比传统方法制得的可膨胀石墨高出175ml/g。

关键词: 石墨可膨胀石墨混酸高锰酸钾制备可膨胀石墨是一种重要的非金属材料,它具有超导[1,2]、储氢、催化化学反应及耐酸碱、耐高温、抗拉、抗压、抗辐射、柔曲弹性等优良性能。

被广泛应用于石油、化工、轻工、冶金、电力、机械、航天、军事等领域。

此外,还应用于吸收江河湖海中油船泄油及吸收泄漏的无机强酸[3]。

制备可膨胀石墨多数方法是以天然石墨和浓硫酸为原料,氯气[4]、过硫酸盐[5]、双氧水[6]、硝酸[7]为氧化剂。

这些方法反应时间长(226h),反应温度高(5090℃),膨胀容积仅为200ml/g,含硫量高(3104.0%)[8]。

本文以天然石墨和混酸为原料,高锰酸钾为氧化剂,室温反应015h,膨胀容积高达375ml/g,含硫量0196%。

本方法具有反应速率快、温度低,膨胀容积大,含硫量低,操作简单,便于工业生产。

1　实验部分111　原材料与试剂高碳鳞片石墨(50目);浓硫酸(98%);浓硝酸(6568%);高锰酸钾(C1P)。

112　实验方法取一定量的混酸,加入一定量的石墨,于室温不断搅拌下加入高锰酸钾,反应一定时间后离心分离,稀碱液浸洗,水洗至中性,抽滤,干燥,得可膨胀石墨。

2　结果与讨论211　高锰酸钾的用量对膨胀容积的影响在室温下,按硫酸与硝酸重量比为2∶1,混酸与石墨的重量比为3∶1,不同用量的高锰酸Ξ收稿日期:1996209209。

热裂解法膨胀石墨

膨胀石墨的制备方法有很多种，其中包括热裂解法。

热裂解法是一种制备可膨胀石墨的传统方法，此法将天然鳞片石墨与适量的氧化剂和插层剂均匀混合，控制一定的温度，不断搅拌，经水洗、过滤、烘干即得到可膨胀石墨。

而热解石墨的加热方式可分为直接加热法和间接加热法。

直接加热法基体本身通电产生高温，此法适宜于沉积体较薄，形状简单而体积较小的部件。

间接加热法则是基体放在发热体内或外，受到发热体辐射而加热到高温。

膨胀后的石墨粉碎成微粉，对红外波有很强的散射吸收特性，是很好的红外屏蔽(隐身)材料。

此外，膨胀石墨还可用作隔热保温、隔音材料、电磁屏蔽元件、催化材料等。

膨胀石墨制备方法的研究进展

膨胀石墨制备方法的研究进展郜攀;张连红;单晓宇【摘要】Expanded graphite preparation technology were reviewed with 48 references .Two commonly used preparation methods were introduced in detail: ( 1 ) The expandable graphite were prepared by oxidation and then expanding process from natural flake graphite .( 2 ) The explosion of expanded graphite:The oxidation and heat expansion can be processed simultaneously .The advantage and disad-vantage of different methods were analysed .The prospect of preparation process of expanded graphite is presented .%综述了膨胀石墨制备方法的研究现状,重点阐述了两种常用制备方法:(1)以天然鳞片石墨为原料,先经氧化制得可膨胀石墨,再经膨化处理得膨胀石墨;(2)将氧化和膨胀同时进行的爆炸法.分析了不同制备方法的优劣.并对膨胀石墨的制备工艺进行了展望.参考文献48篇.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2016(024)009【总页数】5页(P832-836)【关键词】膨胀石墨;化学氧化法;插层剂;可膨胀石墨;综述【作者】郜攀;张连红;单晓宇【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】O163.71膨胀石墨，又称柔性石墨或者蠕虫石墨，是一种新型的碳材料。

浅谈氧化法制备可膨胀石墨

浅谈氧化法制备可膨胀石墨可膨胀石墨在柔性石墨、吸油材料、阻燃剂、高能电池与电极、导电材料、军事等领域，具有广阔的应用前景[1]。

然而，应用在工业上的膨胀石墨材料主要是利用大鳞片石墨作为原料而制得的，随着大鳞片石墨资源的日益枯竭，研究将细鳞片石墨制备成性能优异的膨胀石墨材料显得尤为重要[2]。

细鳞片石墨的纯度一般很低，所以需要对其提纯。

目前，一般的化学氧化法用浓硫酸、浓硝酸等强氧化性酸浸渍高纯度的天然鳞片石墨，强氧化剂用量较大，石墨容易被过氧化；反应进行很快，很难保证产物组成与预期相符，限制了产品应用，而且严重污染环境且废液难以处理。

本实验采用H2SO4和H3PO4的混合液来氧化石墨，大大降低了酸的浓度，有利于环境的保护。

1 实验部分1.1试剂与仪器天然鳞片石墨（120目，碳含量为87%）；w（H2SO4）=98%，分析纯；w （H3PO4）=85%，分析纯；w（HF）=30%，分析纯；w（K2Cr2O7）=99.5%，分析纯。

BS—224型电子天平；HH-2恒温水浴锅；R- 1236马沸炉。

1.2 天然鳞片石墨提纯根据固定碳含量的不同可将鳞片石墨产品划分为低碳、中碳、高碳、高纯石墨四个档次。

本试验采用的鳞片石墨原料的固定含碳量不是很高，只有87%，而高碳石墨产品的固定碳含量要求为94～99%，因此属于中碳石墨。

高碳石墨是通过对中碳石墨进行提纯得到的。

高碳石墨的提纯工艺的本质就是采取有效的手段，将这部分杂质去除。

任何硅酸盐都可以被氢氟酸溶解，这一性质使氢氟酸成为处理石墨中难溶矿物的特效试剂[3]。

方法是在35℃水浴锅中，用氢氟酸浸泡鳞片石墨2h，水洗至中性、干燥纯化，就得到高纯石墨。

测提纯过的鳞片石墨的含碳量为99.4%。

1.4 测试与表征（1）膨胀容积的测定采用微波膨胀测可膨胀石墨的膨胀容积，得出的膨胀容积具有很好的导电性。

（2）采用X-衍射仪对可膨胀石墨氧化程度进行分析，根据测试结果确定2θ，利用布拉格方程2dsinθ=nλ计算片层间距。

膨胀石墨的制备方法及应用研究进展

膨胀石墨的制备方法及应用研究进展作者：高志勇张晚佳来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2018年第06期文章编号1000-5269（2018）06-0013-07DOI：ki.gdxbzrb.2018.06.02摘要：膨胀石墨（EG）是天然鳞片石墨经强酸和强氧化剂插层处理、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。

膨胀石墨结构松散、弯曲且多孔、比表面积大、表面能高，使其具有极强的抗震性、抗扭曲性、耐压性、吸附性，而且导电导热性能好，绿色无污染。

因此，膨胀石墨在环保、电池和储能等领域应用广泛，是近年来材料领域的研究热点。

本文重点综述了膨胀石墨制备方法及其在多个领域的应用研究进展，展望了膨胀石墨制备方法、性能优化及应用等的研究发展方向。

关键词：膨胀石墨; 制备; 吸附; 储能; 应用中图分类号：TQ127.1 文献标识码： A石墨通常产于变质岩中，是煤或碳质岩石（或沉积物）受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成的碳质元素结晶矿物，化学性质不活泼。

根据结晶形态不同，天然石墨分为三类，即块状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨。

其中鳞片石墨的性能最优越，工业价值最大。

鳞片石墨为天然显晶质石墨，其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。

膨胀石墨（EG）是由优质天然鳞片石墨经强酸和强氧化剂插层处理、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕蟲状物质[1-2]。

膨胀石墨同时也沿袭了天然鳞片石墨的性能，具有极强的电导率、耐高温、抗腐蚀、抗辐射特性。

与天然鳞片石墨相比，膨胀石墨的结构松散、多孔且弯曲、密度更低、体积和表面积更大、表面能更高，具有极强的抗震性、抗扭曲性、耐压性、吸附性。

膨胀石墨热导率高，可作为导热材料和导电材料。

膨胀石墨耐高温、耐高压、耐腐蚀，可用来制作高级密封材料。

膨胀石墨极易吸附油类、有机分子及疏水性物质，可作为性能优越的吸附材料。

目前，膨胀石墨被广泛应用于化工、建材、环境保护等20多个领域，需求量巨大，是材料领域的研究热点。