周国江,　冯晓彤,　张伟君

(1.黑龙江科技大学 环境与化工学院, 哈尔滨 150022; 2.黑龙江省科学院 高技术研究院, 哈尔滨 150020)



电化学法制备无硫可膨胀石墨的实验研究

周国江1,冯晓彤1,张伟君2

(1.黑龙江科技大学 环境与化工学院, 哈尔滨 150022; 2.黑龙江省科学院 高技术研究院, 哈尔滨 150020)

以75 μm天然鳞片石墨为原料、HClO4-CH3COOH混合酸为电解液,采用电化学法制备可膨胀石墨。通过单因素实验分析影响因素对石墨膨胀容积的影响,并对制得的可膨胀石墨和膨胀石墨的形貌、结构进行SEM和XRD表征,以及含硫量测定。结果表明:无硫可膨胀石墨的最佳制备条件为:石墨(g)与电解液(mL)配比1∶7,HClO4(mL)与CH3COOH(mL)体积比4∶1,电流密度0.06 A/cm2,反应温度20 ℃,反应时间60 min,电解液质量分数70%。制得无硫可膨胀石墨的膨胀容积为150 mL/g。该研究为无硫可膨胀石墨的制备提供了一种途径。

电化学法; 可膨胀石墨; 无硫; HClO4; CH3COOH

可膨胀石墨是利用物理或化学方法将性质异于石墨的外来物质插入石墨片层的层间化合物,高温受热可迅速膨胀制得膨胀石墨。膨胀石墨质地柔软、密封效果好、热导率高、化学性质稳定,具有良好的吸附性和回弹性,以及良好的防辐射性和自润滑性[1],现已广泛用于防火阻燃[2]、吸附材料[3]、密封材料[4]、电磁屏蔽材料[5]及石墨烯制备[6]等战略性新兴产业。

传统方法利用化学氧化法制备可膨胀石墨,一般以硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、有机酸或是几种酸的混合物作为插层剂,以高锰酸钾、重铬酸钾、三氧化铬、双氧水等作为氧化剂,对天然鳞片石墨进行氧化插层[7-9]。……