无硫膨胀石墨制备及影响因素分析

膨胀石墨的制备及影响因素的研究

膨胀石墨的制备及影响因素的研究摘要：本文以50目的鳞片石墨为原料；选用双氧水为氧化剂；高氯酸作为插层剂，来制备可膨胀石墨，通过箱式高温炉和微波炉两种方式对鳞片石墨进行加热膨胀比对研究，用正交实验手段研究并得出最佳制备工艺。

实验结果显示：在反应温度40℃下鳞片石墨：HClO4:H2O2=1:3:0.4，搅拌时间为50min时制备的膨胀石墨在微波炉中加热膨胀的体积最大，可达到290mL/g。

关键词：膨胀石墨；制备；膨胀体积1、背景膨胀石墨是一种六方晶系晶体，为多孔蠕虫结构，是一种新型功能型碳素材料，膨胀石墨具有表面活性高、自润滑、耐高温、耐腐蚀及比表面积大等诸多优点[1]，而且还具有天然石墨没有的吸附性、生态协调性、耐辐射及柔软等特性[2]。

目前可膨胀石墨常见的制备方法有化学氧化法、电化学氧化法、气相扩散法、爆炸法、微波法等[3]，本文将化学氧化法与微波法相结合来制备可膨胀石墨。

2、主要材料与仪器天然鳞片石墨（50目）、高氯酸、双氧水(分析纯)。

恒温水浴锅、电子天平、箱式高温炉、微波炉、电热恒温鼓风干燥箱、循环水真空泵、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等。

3、实验设计方案本实验以鳞片石墨：高氯酸：双氧水（1:3:0.2、1:3:0.3、1:3:0.4、1:3:0.5）的比例，反应温度（20℃、30℃、40℃、50℃）、搅拌时间（30min、40min、50min、60min）、膨胀方式（微波炉、高温箱式炉）四因素来设计正交试验制备膨胀石墨，由此分析得出制备可膨胀石墨的最优制备方式。

表2 膨胀石墨正交实验表Tab. 1 Orthogonal Test Table for Expansion Graphite通过上表正交实验中发现实验最佳条件为：比例鳞片石墨:HClO4:H2O2=1:3:0.4，反应温度为40℃，搅拌时间为50min，膨胀方式为微波膨胀。

从极差R中可以看出各因素影响程度反应温度=膨胀方式＜搅拌时间＜比例。

不同插入剂制备无硫可膨胀石墨的影响因素探讨

孙寨，张慧，牟春博
（岛大学化学化工与环境学院，青山东青岛２６７）６０１
摘
要：ＨＯ和Ｈ０为氧化剂，以Ｎ，：：甲酸、乙酸、丙酸分别为插入剂，制备无硫可膨胀石墨。探讨了插
入剂种类、插入剂浓度、入时间、插插入剂加入方式以及烘干等因素对膨胀体积的影响。
膨胀石墨是一种密封性能优良的新型功能材料，泛应用于化工、金、械乃至宇航领域。它广冶机
的制备工艺，制备无硫可膨胀石墨。Ｈ：：Ｏ是一种液体氧化剂，化产物是水，污染反应体系，以氧氧不所
主要研究方向。
１实验部分
１１原料及试剂．
天然鳞片石墨（０５目碳含：９￣）９％浓ＨＯ；Ｌ９；８ｔＮ３
３％ＨＯ；０２２甲酸（Ｒ）乙酸（．．；酸（．Ａ．．；ＡＲ）丙Ａ
ＡｂｔａｔＳｌｒｒｅｅｐｎｅｒｐｉａｙｔｅｉｄｕｉｇｔｅｎｔｃａｉｎｙｒｇｎｐｒｘｄｓｔｅｓｒｃ：ｕｆ —ｆｘａｄｄｇａｈｔｗｓｓｎｈｓｚｓｎｈｉｉｃｄａｄｈｄｏｅｅｏｉｅａｈｕｅｅｅｒ
化步骤中的ＨＯＮ和插入步骤中的有机酸均可以重
是由天然鳞片石墨经氧化酸化插层、洗、燥、水干高温膨胀（０ｏ等系列过程而得到的一种疏松多孔９０Ｃ）

混酸系无硫膨胀石墨的制备

膨化温度与膨胀倍率间的关系见图 2 。由图 2 可知，膨化温度升高，膨化倍率增大。这是因为，膨化温度越高，层间化合物瞬时分解产生的爆发力就越大，故膨胀倍率也就越大。适宜的膨化温度为 #$$$1 。
-. #. A/ 膨化时间
膨化时间与膨化倍率间的关系见图 A ，由图 A 可知，最佳膨化时间是 2$E。
12345256789 8: $;<4=;2 > /233 %?459@3@ A254=763 BC 07?3@ (D7@ $CE63F
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南京理工大学科技成果——低温无硫可膨胀石墨材料的制备技术

南京理工大学科技成果——低温无硫可膨胀石墨材
料的制备技术
成果简介：
可膨胀石墨（简称EG）属无机非金属材料。

可膨胀石墨材料及其后续产品膨胀石墨作为上世纪六十年代发展起来的新型功能材料，应用领域非常广泛，可广泛应用于钢铁、冶金、石油、化工机械、环保、宇航、原子能等工业部门。

目前国内石墨生产厂家生产的EG，简称传统EG，一般要在800～900℃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，同时，EG的膨化温度低，在将其膨胀制成膨胀石墨时的能耗小，膨化设备和工艺条件要求低，可使其后续产品的制成成本降低，因此低温EG与传统EG相比较，具有较强的应用优势。

另一方面，传统EG在生产过程中，大多以H2SO4为原料生产EG，使得EG及其后续产品含硫量较高。

而含硫对石墨制品是有害的。

比如：作为密封材料，由于含硫，易发生腐蚀，使密封材料发生泄漏现象，不能应用于宇航等高科技领域。

因此开发低温无硫EG，是EG材料研究开发的新方向。

低温无硫EG的研究和开发在国内外现在都刚起步。

国内除本人申请的专利已授权外，未见其它专利授权。

除此之外，国内外并未见有关低温EG 制备方法的其它专利报告。

技术指标：
起始膨胀温度：150℃；
EG达到最大膨胀体积时温度：400℃；
50目EG最大膨胀体积：>280ml/g；
80目EG最大膨胀体积：>240ml/g。

项目水平：国际先进
成熟程度：中试
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。

细鳞片石墨用于制备无硫膨胀石墨的化学分析

细鳞片石墨用于制备无硫膨胀石墨的化学分析在室温下，细鳞片石墨通过强氧化剂KMnO4与H3PO4和HNO3的混酸的共同作用下，可以得到无硫可膨胀石墨，在经过1000℃的高温作用，就得到了达到300ml/g膨胀倍数的无硫膨胀石墨。

这种利用化学氧化法进行制作无硫膨胀石墨的方法和以往的报道有了很大程度上的提高。

标签：膨胀石墨；化学氧化法；细鳞片石墨作为一种新型的碳元素材料，膨胀石墨被广泛的应用在航空航天、核电、冶金和石油化工等多方面的领域。

目前制作膨胀石墨的方法多采用利用含硫插层剂来进行插层反应，然后在经过一系列的过程让插层剂通过H2S、SO3等一些气体进行排除，这种制作膨胀石墨的过程会导致膨胀石墨中还存在一些硫化合物。

由于这种石墨的硫含量比较高，所以对膨胀石墨的应用会产生非常重要的影响。

例如导致使用膨胀石墨的物体的寿命减少等方面的问题。

为了减少膨胀石墨中硫的含量，国内和国外的相关学者都进行了非常多的研究。

目前制作无硫膨胀石墨最好的研究，就是使用不含硫的H3PO4和HNO3这样的酸化体系，按照相应的比例调配出一定的混酸，然后在KMnO4的氧化作用下，使用细鳞片石墨制作膨胀倍数高和硫含量比较少的无硫膨胀石墨。

1 实验部分1.1 原料、试剂和器材原料：黑龙江省萝北出产的细鳞片石墨，这种石墨含碳量为百分之九十五，硫分的含量是0.02%，灰分为0.25%，挥发分为1.68%，水分为1.07%。

试剂：分析纯为百分之六十八的浓HNO3，分析纯为百分之八十五的浓H3PO4和分析纯为百分之九十九点五的KMnO4氧化剂。

实验使用的主要器材：JE1001电子天平、100ml量筒、D2025W电动搅拌机、2ZX-1型旋片真空泵、DH-101-2BS电热恒温鼓风烘干箱、DC-B型智能箱式高温炉。

1.2 实验方法把浓HNO3和浓H3PO4按照一定的比例进行调配，制成混酸，然后把制作的混酸加入到细鳞片石墨里，并且进行不断的搅拌动作，直到混酸和细鳞片石墨均匀的混合到一起，让混酸和细鳞片石墨的混合物放置反应十分钟之后，再加入一定量的KMnO4氧化剂，然后均匀的搅拌，然后在放置进行一定时间的反应，进行水洗直到中性，然后把反应后并且水洗烘干后的无硫可膨胀石墨放到1000℃的环境下进行膨胀，从而得到了无硫膨胀石墨。

无硫膨胀石墨制备及影响因素分析

无硫膨胀石墨制备及影响因素分析姚永平【摘要】以鳞片石墨、硝酸、双氧水、磷酸为原料,采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备无硫膨胀石墨.利用正交试验方法确定最佳工艺条件,并对相关影响因素作了分析.结果表明:按鳞片石墨、硝酸、双氧水、磷酸质量比1∶1.2∶0.2∶1.5,反应时间80 min,反应温度40℃,膨化温度900℃的条件下可以制备出膨胀体积为312 mL/g的无硫膨胀石墨,相关影响因素的大小依次为磷酸、双氧水、硝酸、反应时间.%Sulfur-free expanded graphite prepared by chemical oxidation intercalation acidification,washing,drying,heat expansion process with flake graphite, nitric acid, hydrogen peroxide, phosphoric acid as raw materials. The optimum condi tions were determined by orthogonal test method, and related factors were analyzed. The results show that sulfur-free ex panded graphite of the expansion volume 312 mL/g could be produced under the optimum conditions with the weight ratio of natural flake graphite, nitric acid, hydrogen peroxide and phosphoric acid being 1:1.2:0.2-1.5, reaction time of 80 min, reaction temperature 40 ℃ , and expanding temperature 900℃. The descending order of affecting factors is phosphoric acid, hydrogen peroxide, nitric acid and the reaction time.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2012(037)001【总页数】3页(P90-92)【关键词】无硫膨胀石墨;正交试验;制备;插层【作者】姚永平【作者单位】解放军理工大学,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TQ127.11膨胀石墨是由天然鳞片石墨经过插层、水洗、干燥、高温膨化等过程而得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，它是制备柔性石墨的中间产品［1］，是一类原子、分子尺度上的复合材料［2］，具有化学稳定性好，耐腐蚀性强的特点，是一种理想、经济又具有广泛用途的功能材料。

无硫抗氧化性可膨胀石墨的制备研究

青岛大学硕士学位论文无硫抗氧化性可膨胀石墨的制备研究姓名：宫象亮申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：牟春博20080610 摘要早期制备的膨胀石墨产品中残留的硫会腐蚀金属，并且在温度较高，有氧化剂存在的条件下极易被氧化，使密封效果下降，因此无硫抗氧化性可膨胀石墨的研究备受关注。

本文采用分步反应法，在硝酸酸性条件下，分别用双氧水和高锰酸钾作为氧化剂，磷酸做辅助插层剂，用不同浸渍剂进行多次浸渍插层制备无硫抗氧化性可膨胀石墨，并对膨胀石墨的性质进行一系列的研究。

本文探讨了硝酸用量、氧化剂种类和用量、反应温度和时间、磷酸用量、插层温度和时间、干燥温度和时间及膨胀温度和时间等对可膨胀石墨膨胀体积的影响规律，采用正交试验方法分析并确定分别用双氧水和高锰酸钾作为氧化剂制备无硫可膨胀石墨的最佳工艺条件（最大膨胀体积）是：石墨（ｇ）：ＨＮ０。

（ｍ１）：Ｈ。

０２（ｍ１）：Ｈ。

Ｐ０４（ｍ１）＝５：１２：０．５：７，反应时间是６０ｍｉｎ，反应温度为２５℃；石墨（ｇ）：ＨＮ０。

（ｍ１）：ＫＭｎ０。

（ｇ）：Ｈ。

Ｐ０。

（ｍ１）＝５：１２：０．６：７，反应时间是８０ｍｉｎ，反应温度为３５℃。

在此条件下制备的无硫可膨胀石墨的膨胀体积分别可达２７０ｍＬ·ｇ～、２８０ｍＬ·ｇ～。

在前面实验确定的最大膨胀体积工艺条件的基础上，用不同浸渍剂进行多次浸渍插层制备无硫抗氧化性可膨胀石墨。

用Ｎａｉｌ２Ｐ０４、Ｈ３８０３和Ｈ３Ｐ０４混合溶液进行浸渍插层制备的无硫抗氧化性可膨胀石墨的膨胀体积及抗氧化性都有了明显提高。

实验发现，Ｈ２０２做氧化剂制备的膨胀石墨的抗氧化性明显强于用ＫＪｖＬｎ０４做氧化剂制备的膨胀石墨的抗氧化性。

对可膨胀石墨的水分、挥发分、灰分等进行了测试。

制备的可膨胀石墨产品不含硫、灰分低，产品品质高。

关键词：无硫抗氧化性可膨胀石墨；分步反应法；硝酸；．氧化剂；正交试验法ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅａｒｌｙｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｃｏｎｔａｉｎｓｓｕｌｆｕｒｗｈｉｃｈＣａｎｅｒｏｄｅｔｈｅｍｅｔａｌｗｈｅｎｕｓｅｄａｓｓｅａｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｏｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｍｐｌｅｏｘｉｄａｎｔ．ｔｈｅｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅＣａｎｅａｓｉｌｙｂｅｏｘｉｄｉｚｅｄｔｈａｔｃａｕｓｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｅａｌｔｏｄｒｏｐ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ．ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｓｕｌｆｕｒ－ｆｒｅｅ＆ａｎｔｉ．ｏｘｉｄａｔｉｏｎｅｘｐａｎｄａｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｐａｉｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｓｔｅｐｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｕｌｆｕｒ－ｆｒｅｅ＆ａｎｔｉ—ｏｘｉｄａｔｉｏｎｅｘｐａｎｄａｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅＷａｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅａｓｔｈｅｏｘｉｄａｎｔｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｎｉｔｒｉｃａｃｉｄａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄａｓｔｈｅｒｅａｇｅｎｔａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｓｔｈｅｉｍｐｒｅｇｎａｎｔａｎｄａｓｅｒｉｅｓｏｆｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓ；ｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ｓｕｃｈａｓｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｎｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ｔｈｅｋｉｎｄｏｆｏｘｉｄａｎｔｓａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙ，ｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ，ｔｈｅｉｎｓｅｒｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ，ｔｈｅｔｏｒｒｅｆａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｘｐａｎｄｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ．Ｔｈｅｂｅｓｔｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：Ｇｒａｐｈｉｔｅ（ｇ）：ＨＮ０３（ｍ１）：Ｈ２０２（ｍ１）：Ｈ３Ｐ０４（ｍ１）＝５：１２：０．５：７，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ６０ｍｉｎ。

利用硝酸-27S制备无硫可膨胀石墨的工艺研究

的使用寿命。因此，硫膨胀石墨的制备已成为近无年来的研究热点Ｉ］３。
１实验
１１材料与仪器＿
随着导弹武器的更新换代，有大量的液体推将
进剂报废。推进剂硝酸－７２Ｓ中含有大量的硝酸、一
ｔｍｐｒｔｒｆ２ ℃ ．ｅｓｌｕ —ｒｅｐｏｕｔｗｉｘｍｕｅｐｎｉｇｖｌｍｅｏ２ｅｅａｕｅｏ５Ｔｈｕｆｒｆｅｒｄｃｔｍａｉｍｘａｄｎｏｕｆ２０ｍＬ／ｓｏｔｉｅ．ｈｇｗａｂａｎｄ
定量的四氧化二氮以及少量的磷酸和氢氟酸，有具
引言
膨胀石墨具有耐高温、酸碱、拉、压、耐抗抗抗辐射、回弹性能优良、有机物吸附性能好等特殊对的性能，泛应用于化工、金、械、保、空航广冶机环航
锰酸钾用量较少时，墨氧化不充分，胀容积不石膨高；高锰酸钾过量时，化作用太强，而氧出现 “ 氧过化” 现象，至破坏了已经生成的石墨层间化合物，甚
硝酸２Ｓ中含有大量的四氧化二氮，接利用７直其制备可膨胀石墨在生产过程中会释放出大量的二
ｕｉｇｎｔｉ２ＳａｄｒａｅｔＫＭｎｓｏｉａｔａｄ（ｓｎｉｃ７ｎｅｇｎｒ一Ｏ４ｘｄｎ，ｎＣＨ３Ｏ）０ｓｉｓｒｉｇｒａｅｔＴｈｆｅｔｆｅｃｉｎｔｍｐｒａＣ２ａｎｅｔｅｇｎ．ｅｅｆｃａｔｅｅ — ｎｏｒｏ

无硫膨胀石墨的制备及性能表征

第36卷第3期娃酸盐通报Vol.36 No.3 2017 年 3 月__________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY_________________March,2017无硫膨胀石墨的制备及性能表征徐珊，曹宝月，牛成吉(商洛学院化学工程与现代材料学院，陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，商洛726000)摘要:针对传统方法制得的膨胀石墨含硫量高和膨胀容积不稳定的问题，以0.28 m m的鳞片石墨为原料，KMn04为氧化剂，HC104和H3P04为插层剂，经微波炉和马弗炉两种膨胀方式对可膨胀石墨的膨胀容积进行测试，采用正交实验法确定了最佳工艺条件。

结果表明:在石墨(g):混酸(m L):高锰酸钾（g)=1:4.5m L(3.6 m L高氯酸:0.9mL 磷酸）：〇.3，反应温度30 T：，反应时间60 min，抽滤洗涤至p H值为5〜7，80 T：干燥，于微波炉中高温膨胀，膨胀容积最大，可达350 m L/g。

关键词:无硫；膨胀石墨；制备；表征中图分类号:TQ127 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2017)03-1020-05Preparation and Characterization of Sulphur-free Expanded GraphiteXU Shan ,CA0Bao-yue,NIU Cheng-ji(Shaanxi Key Laboratory of Tailings Comprehensive Utilization of Resources,Chemical Engineering and Modem Material Department,Shangluo University,Shangluo 726000,China)Abstract： For the high sulfur content of expanded graphite prepared and an unstable expansion volume by the traditional m ethod, natural graphite flake graphite was used as raw m aterial, K M n04as oxid a nt, HC104and H3P04as intercalating agent, the expansion of expandable graphite by microwave oven and m uffle furnace. The orthogonal experiment was used to determine the optimum process conditions. The results show that the optimum reaction conditions are as follow s：graphite ( g):mixed acid ( m L):potassium permanganate (g)= 1：4. 5 m L (3.6m L perchloric acid -0. 9 m L phosphoric a cid) •0. 3, reaction temperature 30 ,reaction time 60 m in, filte rin g and washing to pH 5 -7, drying at 80 Tl , andexpanding in the microwave oven, the expanded graphite has the largest volume of 350 m L/g.Key words： sulphur-free ； expanded graphite ； preparation ； characterization1引言膨胀石墨是一种新型功能性碳素材料，拥有良好的力学、导电导热和吸附性能，在化学化工、环保、石油、机械制造和航空等领域有广泛的应用前景[1_3]。

高膨胀体积无硫可膨胀石墨的制备与表征

高膨胀体积无硫可膨胀石墨的制备与表征贺君;杨红侠;任小慧;邢丽飞;郑晓强【摘要】以天然鳞片石墨为原料，高氯酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，采用化学氧化法制备无硫可膨胀石墨，利用正交试验方法优化出最佳工艺条件为C ∶ KMnO4∶ HClO4（g ∶ g ∶ mL）＝1∶0．4∶7，反应温度为30℃，反应时间为70 min，在此条件下制备得到的可膨胀石墨的膨胀体积达390 mL／g。

相关影响因素的大小依次为反应温度、高锰酸钾用量、反应时间、高氯酸用量。

对制备样品进行SEM表征可知，可膨胀石墨的层间距明显大于天然鳞片石墨的层间距，膨胀石墨具有蠕虫状结构，表面具有很多孔隙，以大、中孔为主。

FTIR测试表明，高氯酸插入到了石墨层间。

%Natural flake graphite was used as raw material, potassium permanganate as oxidizing agent and perchloric acid asinser⁃ting reagent in preparation process.An orthogonal test method was adopted for optimizing of preparing parameters.The experimental results show that the optimum conditions are as follows: natural flake graphite ∶ KMnO4 ∶ perchloric acid( g ∶ g ∶ mL) =1 ∶ 0.4 ∶7, the reaction temperature and time are 30 ℃ and 70 min respectively. Under this condition the expandable graphite has a quite high expansion volume of 390 mL/g. The reaction temperature influences the reaction system most, followed by the amount of KMnO4 , the reaction time and the amount of HClO4 . Meanwhile, the prepared samples were characterized by scanning electron microscope ( SEM) and fourier transform infrared spectroscopy ( FTIR) .SEM results show that the expandable graphite has a wider space between layers than natural flake graphite. Expanded graphite showsworm-like structure and many large and medium pores are observed onthe surface of expanded graphite with numerous holes. FTIR results show that the HClO4 had been successfully entered into the space between layers.【期刊名称】《燕山大学学报》【年(卷),期】2016(040)005【总页数】4页(P462-465)【关键词】可膨胀石墨;插层剂;氧化剂;膨胀体积;无硫【作者】贺君;杨红侠;任小慧;邢丽飞;郑晓强【作者单位】燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004;燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004;燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004;燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004;燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TQ165可膨胀石墨是近年来迅速发展的一种新型炭材料，在密封、环境[1]、防火阻燃[2]、导电材料等领域具有广阔的应用前景，已成为当今世界的一种多功能、多用途的无机材料。

无硫可膨胀石墨制备方法研究

25反应温度对膨胀倍率的影响按石墨( g) ：硝酸( mL) ：重铬酸钾( g) =1：2．0 ：0．1 4的配比配料，在其他条件相同的情况下，调节反应温度，其与膨胀倍率的关系见表4 0
表4反『血温度对膨胀倍率的毓；I 蜘
l 及应温度 (℃ j
厂彭e ￡i 星壤 ( f 札／g) ，
25 ，‘ 30 。‘ 40， 50“ 60， 90 t 35 盘 35 2 t 355。 360， 3三c) ．{2q仉
将石墨放八发烟硝酸中混匀，加入适量的强氧化剂充分搅拌均匀，室温条件下间歇搅拌 45mi n，完成氧化处理：水洗到pH值5～7，脱酸，烘箱中5 a℃条件下烘1．5 小时；高温箱型电炉中膨胀，膨胀温度 900 —10 00℃。
2结果与讨论 2．1检测方法
按GBl 069争喝9短膨胀石墨》规定测定无硫可膨胀石墨膨胀倍率( mL／g) ，用元素分析仪检测产品硫含量。膨胀倍率是决定无硫可膨
反应，膨胀容积可达35 0ml ／g 。研究了不同因素对彭胀倍率的影响。要严格控制原料和天然鳞片石墨中硫含量，保证无流可膨胀石墨质最。
1实验 1．1原料及至要实验仪器天然鳞片石墨( 湖北恒达石墨工业集团总公司， 50目，固定碳 99 ．1 1％) ，发烟硝酸( 分析纯) ，磷酸( 分析纯) ，重铬酸钾( 分析纯) 。石英烧杯、坩埚，SHZ—II I型循环水真空泵，FNl Ol —2型鼓风干燥箱，BS224S型电子天平，高温箱型电炉，H．H．$ 21一- 6型恒温水浴锅，有机元素分析仪。 12, 无硫可膨胀石墨的制备
胀石墨质蹙高低的重要的参数。影响膨胀系数的重要因素为石墨与发烟硝酸、重铬酸钾的用量比、反应时间、水洗温度、烘干温度等。

以高氯酸和磷酸为插层剂制备无硫可膨胀石墨的研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｌｆｕｒ＇ｆｒｅｅｅｘｐａｎｄａｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇＨＣ１０４ａｎｄ
黑龙江科学第６卷２０１５年５月
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＳＣＩＥＮＣＥＶｏ１．６Ｍａｙ２０１５
以高氯酸和磷酸为插层剂制备无硫可膨胀石墨的研究
吕广超，冯晓彤，周国江，刘 பைடு நூலகம்成。
ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＴｈｅＳｕｌｆｕｒ — ’ ｆｒｅｅＥｘｐａｎｄａｂｌｅＧｒａｐｈｉｔｅｗｉｔｈＰｅｒｃｈｌｏｒｉｃＡｃｉｄａｎｄ
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膨胀石墨制备及其对柔性石墨抗拉强度的影响

第44卷第3期非金属矿Vol.44 No.3 2021年5月Non-M e t a l l i c M i ne s May, 2021膨胀石墨制备及其对柔性石墨抗拉强度的影响张然1,2 刘磊1,2* 刘岩1,2（1 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南郑州 450006；2 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南郑州 450006）摘要以莫桑比克某鳞片石墨为原料，采用层压粉碎-分质分选工艺提纯，筛选+0.30 mm精矿制备膨胀石墨。

结果表明，一次插层采用硫酸-过氧化氢氧化插层工艺；二次插层最佳条件：鳞片石墨10 g，KMnO4与石墨质量比为3∶10，冰乙酸44 mL，硝酸6 mL，反应温度20 ℃，反应时间2 h。

制得的膨胀石墨膨胀容积为420 mL/g，碎屑率为1.8%，压制成的柔性石墨抗拉强度为10.28 MPa。

关键词膨胀石墨；柔性石墨；膨胀容积；碎屑率；抗拉强度中图分类号：TQ127.1　文献标志码：A　文章编号：1000-8098(2021)03-0060-04Preparation of Expanded Graphite and Its Effect on Tensile Strength of Flexible GraphiteZhang Ran1,2Liu Lei1,2*Liu Yan1,2(1 Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources, CAGS, Zhengzhou, Henan 450006; 2 China National EngineeringResearch Center for Utilization of Industrial Minerals, Zhengzhou, Henan 450006)Abstract The expanded graphite was prepared by using +0.30 mm flotation concentrate of flake graphite from Mozambique, applying particle bed breakage-grading separation technology. The results showed that the flake graphite was oxidized and intercalated by sulfuric acid and hydrogen peroxide in the first step; the optimum conditions in the second step were that flake graphite was 10 g, mass ratio of potassium permanganate to graphite was 3∶10, glacial acetic acid was 44 mL, nitric acid was 6 mL, reaction temperature was 20 ℃, reaction time was 2 hours. The expanded volume of expanded graphite was 420 mL/g, the debris rate was 1.8%, and the tensile strength of the flexible graphite was 10.28 MPa.Key words expanded graphite; flexible graphite; expansion volume; debris rate; tensile strength膨胀石墨是一种蠕虫状碳素功能材料，由天然鳞片石墨经化学或电化学插层处理，经高温膨胀制成[1]。

无硫高膨胀倍数可膨胀石墨的制备研究_涂文懋

９］，当反应体系中水含量增加到一定程度时，就不会发生插层反应，从而导致膨胀倍数降低；另外过量献报道［
残留在可膨胀石墨中，造成氮含量增加，影响膨胀石墨的质量。的硝酸，）高锰酸钾的用量对膨胀容积的影响将石墨与硝酸的比例控制在最佳的条件下，即石墨（２ ∶硝ｇ）酸（然后在相同的条件下反应。结果见图２。ｍＬ）＝１∶２。调整ＫＭｎＯ４的用量，
第３４卷第４期２０１２年４月
武汉理工大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＷＵＨＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．４ｒ．２０１２Ａｐ
使密封效果降低甚至失效。因此制备无硫可膨胀石墨的意义不容忽视，在以往的文献报道中多采易被氧化，
］３８－。作者采用石墨，用组合药剂和复合的体系，使反应复杂化［浓硝酸和高锰酸钾简单的反应体系可以制备
出高膨胀倍数的无硫可膨胀石墨，反应简单，成本低，易于操作。
５］。若ＫＭ间化合物［则石墨氧化反应不完全，石墨膨胀容积小；用量太多，因反应已完全，膨ｎＯ４用量太少，
胀容积也不再增大。另外ＫＭｎＯ４用量过多会增加产品的灰分。）反应时间对膨胀容积的影响将石墨、硝酸和高锰酸钾的比例控制在最佳条件下，即石墨（３ ∶硝ｇ））酸（在室温条件下反应不同的时间，通过测定插入量和膨胀容积来判断ｍＬ） ∶ 高锰酸钾（＝１．０∶２∶０．１５，ｇ插层效果的好坏。实验结果见图３。由图３可知，随着时间的增长，石墨的膨胀容积不断增大。膨胀容积的大小主要取决于可膨胀石墨中膨

无硫膨胀石墨的制备及微观组织分析

无硫膨胀石墨的制备及微观组织分析
王振廷;殷力佳;王洋
【期刊名称】《非金属矿》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】针对传统方法制得的膨胀石墨含硫量高的问题，以有机酸乙酸为插层剂，氯酸钾和硝酸为氧化剂，0.18 mm天然鳞片石墨为原料，采用先氧化后插层的分
步法制备了无硫膨胀石墨。

研究了制备过程中不同因素对膨胀体积的影响，并对膨胀石墨的微观组织结构进行了初步分析。

确定最佳工艺条件为：m(石
墨)∶V(CH3COOH)∶V(HNO3)∶m(KClO3)为1(g)∶2(mL)∶1.8(mL)∶0.8(g)，氧化反应和插层反应时间各30 min，反应温度45℃。

膨胀石墨膨胀体积达325
mL/g。

【总页数】3页(P36-38)
【作者】王振廷;殷力佳;王洋
【作者单位】黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨 150027;黑龙江科技学院，黑龙江
哈尔滨 150027;黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨 150027
【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.1
【相关文献】
1.天然微细鳞片石墨微波法制备无硫膨胀石墨 [J], 秦浪;传秀云
2.用细鳞片石墨制备无硫可膨胀石墨 [J], 邵景景;朱鹏;李成林
3.细鳞片石墨制备无硫膨胀石墨的研究 [J], 李玉峰;刘国钦;赖奇;杨健松
4.用非高纯鳞片石墨制备无硫低灰分可膨胀石墨 [J], 刘丽来;郝鑫鑫;丁慧贤
5.无硫高膨胀体积膨胀石墨的制备 [J], 田啊林; 黄雪莉; 胡子昭; 王雪枫
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可膨胀石墨制备过程中需要注意的问题

可膨胀石墨制备过程中需要注意的问题可膨胀石墨是一种广泛应用于高温材料领域的重要材料，其制备过程需要特别注意一些关键问题。

本文将从深度和广度的角度，全面评估可膨胀石墨制备过程中的注意事项，并分享个人对这一主题的观点和理解。

1. 背景介绍可膨胀石墨，也称为石墨膨胀剂，是一种利用天然石墨经特殊处理工艺制备而成的材料。

它在高温下能通过瞬间升温膨胀大约100倍，且保持较好的稳定性和化学惰性。

可膨胀石墨广泛应用于火山岩纤维复合材料、隔热材料、热传导材料等领域。

2. 制备过程的注意事项2.1 石墨选择在制备可膨胀石墨的过程中，石墨的选择非常关键。

优质天然石墨应具有较高的结晶度和较低的杂质含量，这有助于提高可膨胀石墨的性能。

石墨的颗粒大小和形状也会影响最终制品的膨胀性能。

2.2 温度控制制备可膨胀石墨时，温度控制是非常重要的。

在石墨加热过程中，应避免温度升高过快或过慢。

过快的升温可能导致石墨结构的破坏，而过慢的升温则可能影响膨胀效果。

要掌握适宜的升温速率，以确保制备出高质量的可膨胀石墨。

2.3 化学处理化学处理是制备可膨胀石墨的另一个重要步骤。

常见的处理方法包括酸洗、碱洗和高温石墨化等。

这些处理可以有效地去除石墨表面的杂质和氧化物，提高可膨胀石墨的纯度和稳定性。

3. 个人观点及理解在我个人看来，可膨胀石墨作为一种重要的高温材料，其制备过程中的注意事项尤为重要。

选择优质的石墨原料是制备高质量可膨胀石墨的基础。

优质的石墨应具有高结晶度和低杂质含量，这将直接影响最终制品的性能。

适宜的温度控制是确保可膨胀石墨具有良好膨胀性的关键。

石墨加热过程应避免过快或过慢，以免影响石墨结构和膨胀效果。

化学处理也是制备高质量可膨胀石墨的重要步骤，通过去除杂质和氧化物，可以提高可膨胀石墨的稳定性和纯度。

总结回顾通过全面评估可膨胀石墨制备过程中的关键问题，我们可以得出以下结论和启示:选择合适的石墨原料至关重要。

优质天然石墨应具有高结晶度和低杂质含量，这对最终制品的性能至关重要。

用HNO3制备无硫可膨胀石墨及影响因素探讨

维普资讯
化学工程师ＣｅｉａＥｇｎｅｈｍｃｎｉｅｒｌ
２００７年１月
文章编号：０２—１２２０Ｏ００１０１４（０７）ｌ－０３—０３
科
研
与
开
用ＨＯ制备无碗可膨胀石墨Ｎ３及影响因素探讨水
（ｏｌｇｆｈｍｉｌｎｎｉｎｅｔｎｉｅｒｇｉｇａｎｖ ’ｔＱｎｄｏ２６７，ｈｎ）ＣｌｅｏｅｃｄＥｖｒｍｎａＥｇｅｉ，ＱｎｄｏＵｉｓｙ，ｉｇａ６０１ＣｉａｅＣａａｏｌｎｎｅｉ
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膨胀石墨的制备方法

膨胀石墨的制备方法（中国粉体技术网/三水）目前，膨胀石墨常见的制备方法有以下几种：1、化学氧化法化学氧化法就是将氧化剂、插层剂与鳞片石墨混合后，在一定温度下充分反应再进行水洗和干燥。

制备过程中，氧化剂和插层剂的种类、浓度以及反应的温度、时间等都是影响膨胀石墨性能的重要因素。

化学氧化法是工业上应用最多和最成熟的方法。

目前化学氧化法制备可膨胀石墨主要是采用浓硫酸为主体来制备可膨胀石墨，配以各种氧化剂，与天然鳞片石墨反应而成。

但该法制备的膨胀石墨，硫的质量分数高达2.8%-4.5%，用作密封材料时，残存的硫会促进石墨-金属间的电化学反应，造成金属的腐蚀，并且抗氧化能力较差，在环境温度较高，且有氧化剂存在的条件下，极易被氧化，使密封效果下降，严重的会导致密封失效，发生工业事故。

这一问题已成为可膨胀石墨制品推广应用的严重障碍。

目前制备无硫膨胀石墨成为研究热点。

万为敏等采用化学方法制备了无硫可膨胀石墨，并对其最佳工艺条件进行了探讨。

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。

制备的适宜条件为石墨(g)∶混酸(ml)∶高锰酸钾(g)=1.0∶10∶0.2，反应温度45℃，反应时间为80min。

所得到的无硫可膨胀石墨经水洗至pH值为5-7，烘干后在900℃-1000℃的高温下膨胀，即得无硫膨胀石墨。

与已有方法相比，用此法制备的膨胀石墨不含硫，膨胀倍率高，膨胀充分。

盛晓颖等以硝酸和双氧水为氧化剂，乙酸为插层剂，采用化学氧化法制备了无硫可膨胀石墨，得出在石墨取5g，氧化时间为60min，反应温度为25℃条件下，硝酸、双氧水、乙酸的体积比为12∶1∶5时，得到最大膨胀体积为310mL/g。

该膨胀石墨具有密封性、耐腐蚀、膨胀体积大的优点。

2、电化学氧化法将定量鳞片石墨装置成阳极,用不锈钢或铂作阳极集流器,浸在一定浓度的H2SO4水溶液中,用铅板或铂板作阴极,用恒定电流进行电解,后续处理得膨胀石墨。