无硫、高纯可膨胀石墨制备与性能研究文献综述
2020-04-10 14:42:31
文 献 综 述 1.可膨胀石墨概述 可膨胀石墨是天然鳞片石墨经氧化、插层反应,形成的石墨层间化合物。
是一种新型炭功能材料。
石墨晶体为层状结构,在晶体中每一层碳原子以sp2杂化结合成平面网状大分子,而层与层之间以很弱的范德华力相结合;因此在一定的条件下,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;插有层间化合物的石墨在遇到高温时,层间化合物将分解膨化,产生一种沿石墨层间C轴方向的推力,在此推力的作用下,石墨插层化合物沿C轴方向膨胀成蠕虫状石墨[1]。
2.可膨胀石墨性质及用途 可膨胀石墨是一种性能优良的无机材料,具有耐热、耐腐蚀、柔软、轻质、可压缩、回弹、密封、导电等许多优异性能,可膨胀石墨(EG)具备适宜的初始膨胀温度, 并能在500e 前达到最大膨胀体积, 膨胀倍数高达数十倍到数百倍, 且膨胀后的石墨层具有较低的导热系数, 因而作为典型的物理膨胀阻燃剂, 其研究和应用已成为阻燃领域研究的热点之一它作为一种新型炭功能材料,具有很多特殊性能,可广泛应用于电极材料、石油化工、防火阻燃、吸油材料、环境保护、医用敷料、军用发烟剂及防静电涂料等领域[2-6]。
膨胀石墨具有疏水性和亲油性, 可以在水中有选择性地除去非水性的组分, 如从海上、河流、湖泊中除去浮油污染[7]。
膨胀石墨也是一种优良的密封材料已经被广泛应用于石油化工、冶金、机械、原子能、热电等行业享有”密封王”的美誉[8].膨胀石墨既有优良导电性和吸附性,又有良好的化学稳定性。
早在1998年就有文献提出了在正极中采用多孔石墨制成的碱性锌锰电池具有比同型号电池高出50%的放电性能[9]。
采用化学氧化法[10]和电化学法[11]可制备各种不同标准的可膨胀石墨,膨胀容积为100~300 mL/g的膨胀石墨具有较高的工业价值。
3.可膨胀石墨制备方法简述 目前, 制备膨胀石墨的工艺方法均是基于插层膨化这一基本原理, 其中, 化学氧化法和电化学法是最主要的方法, 并且在工业上都得到了应用。
此外,根据不同的插层剂引入方法以及膨化方式的差异,除化学氧化法、电化学法外, 还有微波法、爆炸法和气相挥发等方法。