膨胀石墨制备石墨烯(精选5篇)

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1、1膨胀石墨制备石墨烯(精膨胀石墨制备石墨烯(精 选选 5 5 篇)篇)以下是网友分享的关于膨胀石墨制备石墨烯的资料以下是网友分享的关于膨胀石墨制备石墨烯的资料 5 篇,篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。篇一篇一膨胀石墨(膨胀石墨(expanded graphite)膨胀石墨是由天然鳞片石墨制得的一种疏松多孔的蠕虫膨胀石墨是由天然鳞片石墨制得的一种疏松多孔的蠕虫状物质,因此又叫石墨蠕虫。天然鳞片石墨是具有层状结状物质,因此又叫石墨蠕虫。天然鳞片石墨是具有层状结构的晶体,每一层的碳原子以强有力的共价键组合成网状构的晶体,每一层的碳原子以强有力的共价

2、键组合成网状平面大分子,而层与层之间以很弱的范德华力结合,在强平面大分子,而层与层之间以很弱的范德华力结合,在强氧化剂的作用下,网状平面大分子变成有正电荷的平面大氧化剂的作用下,网状平面大分子变成有正电荷的平面大分子,致使具有极性的硫酸分子和硫酸氢根等负离子插入分子,致使具有极性的硫酸分子和硫酸氢根等负离子插入石墨层中形成可膨胀石墨,又叫石墨层间化合物(石墨层中形成可膨胀石墨,又叫石墨层间化合物(graphite intercalation compound,GIC ) 。由于在膨化过程中形成。由于在膨化过程中形成2了独特的网络孔系,比表面积较大,并且所产生新鲜表面了独特的网络孔系,比表面积较

3、大,并且所产生新鲜表面的活性较高,所以具有很好的吸附性能等特殊性能,应用的活性较高,所以具有很好的吸附性能等特殊性能,应用范围十分广泛。范围十分广泛。其制备方法通常有化学氧化法(浓硫酸法,混酸法,二其制备方法通常有化学氧化法(浓硫酸法,混酸法,二次氧化)次氧化) ,电化学氧化法,气相扩散法,爆炸法等。,电化学氧化法,气相扩散法,爆炸法等。膨胀石墨的微孔结构膨胀石墨的微孔结构一、性能一、性能柔软、轻质、多孔、吸附性能好。由于膨胀石墨空隙发柔软、轻质、多孔、吸附性能好。由于膨胀石墨空隙发达而且多以大孔为主,所以易吸附大分子物质,尤其是非达而且多以大孔为主,所以易吸附大分子物质,尤其是非极性大分子,

4、耐氧化,耐腐蚀,除少数的强氧化剂外,几极性大分子,耐氧化,耐腐蚀,除少数的强氧化剂外,几乎能抗所有的化学介质的腐蚀。耐辐射,并且具有导电导乎能抗所有的化学介质的腐蚀。耐辐射,并且具有导电导热性、自润滑性好,不渗透,耐高底温,回弹性优良等性热性、自润滑性好,不渗透,耐高底温,回弹性优良等性质。质。二、应用二、应用(1)环保领域)环保领域膨胀石墨有疏水性和亲油性,可以在水中有选择性的除膨胀石墨有疏水性和亲油性,可以在水中有选择性的除去非水性的溶液,如从海上、河流、湖泊中除去油污。膨去非水性的溶液,如从海上、河流、湖泊中除去油污。膨胀石墨在吸油时能形成一定的缠绕空间,可储存远大于其胀石墨在吸油时能形

5、成一定的缠绕空间,可储存远大于其总孔容的油类物质。吸附大量油后可集结成块,浮于液面,总孔容的油类物质。吸附大量油后可集结成块,浮于液面,便于收集,并可再生处理,循环使用。而且膨胀石墨基本便于收集,并可再生处理,循环使用。而且膨胀石墨基本由纯炭组成,不会再水中造成二次污染。此外由纯炭组成,不会再水中造成二次污染。此外, 膨胀石墨还膨胀石墨还3可用于工业废水乳状液除油以及除去可溶于油的物质可用于工业废水乳状液除油以及除去可溶于油的物质, 如农如农药等药等, 并对许多其他有机或无机有害成分有良好的吸附效果。并对许多其他有机或无机有害成分有良好的吸附效果。除了可在液相中进行选择性吸附,膨胀石墨对工业废

6、气除了可在液相中进行选择性吸附,膨胀石墨对工业废气及汽车尾气所产生的大气污染主要成分如及汽车尾气所产生的大气污染主要成分如 SOx ,NOx 也也有一定的脱除效果。有一定的脱除效果。每立方厘米的重量为每立方厘米的重量为 0.16 毫克。碳海绵可任意调节形状,毫克。碳海绵可任意调节形状,弹性也很好,被压缩弹性也很好,被压缩 80%后仍可恢复原状。碳海绵后仍可恢复原状。碳海绵”可任意可任意调节形状,弹性也很好它对有机溶剂有超快、超高的吸附调节形状,弹性也很好它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料。现有吸油产品一般力,是已被报道的吸油力最强的材料。现有吸油产品一般只能吸自身质

7、量只能吸自身质量 10 倍左右的液体,而倍左右的液体,而“碳海绵碳海绵”能吸收能吸收 250倍左右,最倍左右,最高效复合材料,有广阔前景。高效复合材料,有广阔前景。 )碳海绵碳海绵(2)密封材料)密封材料膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。与传膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。与传统的密封材料(如石棉,橡胶,纤维素及其复合材料)相统的密封材料(如石棉,橡胶,纤维素及其复合材料)相比,柔性石墨可用温度范围较广,热膨胀系数小,在低温比,柔性石墨可用温度范围较广,热膨胀系数小,在低温下不发脆,不炸裂,在高温下不软化、不蠕变,有密封王下不发脆,不炸裂,在高温下不软化、不蠕变,有密封王

8、的美誉,目前已广泛应用于石油化工,机械冶金,原子能的美誉,目前已广泛应用于石油化工,机械冶金,原子能等行业。等行业。4(3)生物医学)生物医学膨胀石墨有良好的生物相容性、膨胀石墨有良好的生物相容性、 无毒、无毒、 无味、无味、 无副作无副作用等特点用等特点 , 是一类非常重要的生物医学材料是一类非常重要的生物医学材料. 基于优良的基于优良的吸附引流性能、透气透水性能、与创面较小的粘连性能、吸附引流性能、透气透水性能、与创面较小的粘连性能、不染黑创面的性能和对多种细菌的吸附抑制性能不染黑创面的性能和对多种细菌的吸附抑制性能, 膨胀石墨膨胀石墨复合材料可作为性能优良的创面外用敷料复合材料可作为性能

9、优良的创面外用敷料, 可以替代常规的可以替代常规的纱布敷料纱布敷料, 用于烧伤等创面效果很好。用于烧伤等创面效果很好。(4)高能电池材料)高能电池材料在可充锌锰电池的锌阳极中添加膨胀石墨可以减小锌阳在可充锌锰电池的锌阳极中添加膨胀石墨可以减小锌阳极充电时的极化,增强电极及电解液导电性极充电时的极化,增强电极及电解液导电性, 抑制枝晶形成抑制枝晶形成, 并能提供良好的成型特性并能提供良好的成型特性, 抑制阳极溶解和变形抑制阳极溶解和变形, 延长电池延长电池寿命。另外锂可以通过气、液、固态及锂盐电解法与石墨寿命。另外锂可以通过气、液、固态及锂盐电解法与石墨形成膨胀石墨形成膨胀石墨, 这种膨胀石墨具

10、有较低的电极电位和良好的这种膨胀石墨具有较低的电极电位和良好的嵌脱可逆性。嵌脱可逆性。(5)防火安全材料)防火安全材料国外已于机舱座椅的夹层中添加部分可膨胀石墨国外已于机舱座椅的夹层中添加部分可膨胀石墨, 或将其或将其制成防火密封条、防火堵料、阻火圈等制成防火密封条、防火堵料、阻火圈等, 一旦起火迅速膨胀一旦起火迅速膨胀, 堵塞火灾蔓延通道堵塞火灾蔓延通道, 达到灭火目的。此外,将可膨胀石墨的达到灭火目的。此外,将可膨胀石墨的细颗粒加入到普通涂料中细颗粒加入到普通涂料中, 可制得效果较好的阻燃防静电涂料。可制得效果较好的阻燃防静电涂料。(6)其他)其他膨胀石墨板材具有良好的导电导热性能,电热转

11、换率膨胀石墨板材具有良好的导电导热性能,电热转换率 97%以以5上,且能产生远红外线,是一种新型发热材料。膨胀石墨上,且能产生远红外线,是一种新型发热材料。膨胀石墨粉碎成微粉粉碎成微粉, 对红外波有很强的散射吸收特性对红外波有很强的散射吸收特性, 是很好的红是很好的红外屏蔽外屏蔽(隐身隐身) 材料。将可膨胀石墨制成烟火药材料。将可膨胀石墨制成烟火药, 瞬间爆炸形瞬间爆炸形成膨胀石墨并分散在预定空域形成气溶胶干扰云团烟幕剂成膨胀石墨并分散在预定空域形成气溶胶干扰云团烟幕剂 。此外,膨胀石墨还可用作隔热保温、隔音材料、电磁屏。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。蔽元件

12、、催化材料。篇二篇二第第 2 期无期无 机机 化化 学学 学学 报报 Vol. 13, No. 2997 年年 6 月月 JOURNAL OF INOR G AN IC CHEMISTR Y J une , 1997研究简报研究简报可膨胀石墨的制备可膨胀石墨的制备靳通收靳通收马艳然马艳然 李李 强强(河北大学化学系河北大学化学系, 071002)本文研究了一种以天然石墨和混酸为原料本文研究了一种以天然石墨和混酸为原料, 的新方法。其的新方法。其最佳参数为最佳参数为:38%; 反应温度反应温度625; 反应时间反应时间 015h 。375 毫升毫升, 比传统方法制得的可比传统方法制得的可膨膨胀石

13、墨高出胀石墨高出 g 。: 可膨胀石墨可膨胀石墨 混酸混酸 高锰酸钾高锰酸钾 制制备备可膨胀石墨是一种重要的非金属材料可膨胀石墨是一种重要的非金属材料, 它具有超导它具有超导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、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。此外轻工、冶金、电力、机械、航天、军事等领域。此外, 还应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

14、方法是以天然石墨和浓硫酸为原料制备可膨胀石墨多数方法是以天然石墨和浓硫酸为原料, 氯氯气气4、过硫酸盐、过硫酸盐5、双氧、双氧) , 膨胀容积仅为水膨胀容积仅为水6、硝酸、硝酸7为氧化剂。这些方法反应为氧化剂。这些方法反应时间长时间长(226h ) , 反应温度高反应温度高(5090200ml/g , 含硫量高含硫量高(3104. 0%) 8。本文以天然石墨和混。本文以天然石墨和混酸为原料酸为原料, 高锰酸钾为氧化剂高锰酸钾为氧化剂, 室温反应室温反应 015h , 膨胀容积高膨胀容积高达达 375ml/g , 含硫量含硫量 0196%。本方法具有反应速率快、温度。本方法具有反应速率快、温度低

15、低, 膨胀容积大膨胀容积大, 含硫量低含硫量低, 操作简单操作简单, 便于工业生产。便于工业生产。1 实验部分实验部分111 原材料与试剂原材料与试剂高碳鳞片石墨高碳鳞片石墨(50 目目) ; 浓硫酸浓硫酸(98%) ; 浓硝酸浓硝酸(6568%) ; 高锰酸钾高锰酸钾(C 1P ) 。112 实验方法实验方法7取一定量的混酸取一定量的混酸, 加入一定量的石墨加入一定量的石墨, 于室温不断搅拌下于室温不断搅拌下加入高锰酸钾加入高锰酸钾, 反应一定时间后离心分离反应一定时间后离心分离, 稀碱液浸洗稀碱液浸洗, 水水洗至中性洗至中性, 抽滤抽滤, 干燥干燥, 得可膨胀石墨。得可膨胀石墨。2 结果与

16、讨论结果与讨论211 高锰酸钾的用量对膨胀容积的影响高锰酸钾的用量对膨胀容积的影响在室温下在室温下, 按硫酸与硝酸重量比为按硫酸与硝酸重量比为 21, 混酸与石墨的重混酸与石墨的重量比为量比为 31, 不同用量的高锰酸不同用量的高锰酸收稿日期收稿日期:1996209209。 收修改稿日期收修改稿日期:1997201210。3 通讯联系人。通讯联系人。 第一作者第一作者:靳通收靳通收, 男男,50 岁岁, 副教授副教授; 研研究方向究方向:精细化学品的合成。精细化学品的合成。 232 无无 机机 化化 学学 学学 报第报第 13 卷卷钾钾, 反应反应 015h , 测得可膨胀石墨的容积如表测得可膨胀石墨的容积如表 1。表表 1 高锰酸钾和石墨的重量比对膨胀容积的影响高锰酸钾和石墨的重量比对膨胀容积的影响T able 1 I nfluence of Weight R atio of Potassium Perm an

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