可膨胀石墨的制备方法很多,但主要的制备方法是电化学法、熔融法、爆l炸法、化学氧化法,用化学氧化法制可膨胀石墨的方法。近年来,国内外利用化学氧化法制备可膨胀石墨的大量研究工作的中心集中在以下几个方面。
(1)减少制备的膨胀性石墨中有害硫物质的排放,减少低硫或有害硫物质排放的膨胀性石墨。福威纳等人以石墨、浓硝l酸、30%H2O2、乙l酸为原料,制作了膨胀倍数为317ML G-1的无硫膨胀石墨,用于吸附油类物质。李玉峰等人用细鳞片石墨,在硝l酸和磷酸的混合酸和KMnO4的作用下,制备了膨胀倍数为300ML G-1的无硫膨胀石墨。永平以石墨硝l酸磷酸为原料,制备膨胀倍数为312ML G-1的无硫膨胀石墨。
(2)在一些特殊领域,膨胀倍数需要200倍以上,但膨胀所需温度相对较低,是膨胀性石墨研究的热门方向。王玲等以HNO3、HBrO3、KMnO4为氧化插入层体系,在25条件下反应40min,产生低温膨胀石墨,可在130下膨胀,在600条件下膨胀到350ML G-1。
膨胀石墨极易吸附油类、有机分子及疏水性物质,用于水环保处理有着其它物质不可l替代的效果。当它以粒状形式用于水面除油时,根据水面上油面积的大小以及油种类的不同,其用量为1~lo% /rn ,吸附时间可在15rain至数h不等。与其它吸附剂相比,膨胀石墨有许多优点。如采用活性炭进行水上除油,它吸附油后会下沉,高碳可膨胀石墨,吸附量也小,且不易再生利用;还有一些吸附剂,如棉花、草灰、聚丙l烯纤维、珍珠岩、蛭石等,它们在吸油的同时也吸水,这给后处理带来困难;
电化学方法
电化学法是在恒定电流下,以插入物的水溶液为电解液,石墨和金属材料(不锈钢、铂板、铅板、钛板等)形成复合阳极,金属材料作为阴极插入电解液中,形成闭合回路;或者将石墨悬浮在电解液中,将阴极板和阳极板同时插入电解液中,通过给两个电极通电进行阳极氧化。石墨表面被氧化成碳正离子,在静电引力和浓差扩散的共同作用下,酸根离子或其他极性插层离子嵌入石墨层间,形成可膨胀石墨。
这种制备可膨胀石墨的全过程不需要添加氧化剂,可处理的量大,而腐蚀性物质残留量小。反应后电解液可以往复使用,减少了酸液的用量,节约了成本,减少了环境污染,减少了对设备的损坏,延长了使用寿命。近年来,电化学法凭借其诸多优点逐渐成为许多企业制备可膨胀石墨的常用方法。
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