莫桑比克某鳞片石墨制备可膨胀石墨工艺条件研究

钟友来¹，邱杨率^1,2，张凌燕^1,2，陈俐全¹，袁韵茹¹，何富超¹

1. 武汉理工大学资源与环境工程学院2. 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室

摘 要：为了确定莫桑比克某天然鳞片石墨制备可膨胀石墨的工艺条件及其性能,进行了制备工艺条件研究,并对其性能及机理进行了研究。结果表明,+0.5 mm、0.5～0.3 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO4与石墨的体积质量比分别为1.3 mL/g和5 mL/g,KMnO4与石墨的质量比为0.13,反应温度为50℃,反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850℃的膨胀体积分别为450 mL/g,400 mL/g;0.3～0.18 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO4与石墨的体积质量比分别为1.3 m L/g和5 mL/g,KMnO4与石墨的质量比为0.17,反应温度为50℃,反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850℃的膨胀体积为320 mL/g;不同粒级的鳞片石墨的膨胀体积受条件变化的影响大体相近,相对来说,粒度越粗,氧化插层反应的效果越好,制得的可膨胀石墨的膨胀体积也越大;经过氧化插层反应,鳞片石墨层间空隙嵌入了ClO-4和Ac-,制得的可膨胀石墨经过高温膨胀,层间空隙的ClO-4和Ac-迅速气化分解,产生的大量气体破坏了石墨层间的分子作用力,撑开了石墨片层,形成了体积大、蠕虫效果良好、具有丰富孔隙的膨胀石墨。

关键词：鳞片石墨;石墨层间;氧化插层;可膨胀石墨;膨胀体积;