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摘 要
膨脹石墨是采用石墨為原料與其他無機、有機物人工制備的一類新型功能材料，由于以往國內(nèi)生產(chǎn)的膨脹石墨采用濃硫酸做插層劑，導致殘余硫份過多，污染環(huán)境，因此人們嘗試選用不同的插層劑，所合成的產(chǎn)品具有不同特性。
國際普遍選用高純度的石墨作為原料，考慮到國內(nèi)進行石墨提純成本較高，因此本文選用低純度石墨為原料進行研究，并成功制備出高倍數(shù)膨脹石墨。
實驗采用硝酸為插層劑，高錳酸鉀為氧化劑，非高純石墨為原料植被膨脹石墨硝酸用量、高錳酸鉀用量、反應溫度、時間等不同因素對制備可膨脹石墨的膨脹體積的影響。采用正交實驗分析,并確定最佳反應物料配比為：石墨(g)：高錳酸鉀(g)：濃硝酸(ml)=2：1：48；所得膨脹石墨的膨脹倍數(shù)可達到220倍。
采用磷酸、硼酸對可膨脹石墨進行二次插層，氧化性得到了明顯提升。
關鍵詞：可膨脹石墨；無硫；抗氧化性
Abstract
Expandable graphite is used as graphite raw material with other inorganic , organic made a new type of complex functional materials. due to the expansion of domestic production in the past used concentrated sulfuric acid, resulting in ash content and pollute the environment So people try to use different intercalation agent, the synthetic products with different characteristics.
In the international it is most used high purity graphite as raw material, Purification of graphite has an Immature technology in China, so we used low-purity graphite as the raw material and prepared the high-times expanded graphite successfully.
Experiments with nitric acid intercalation agent, potassium permanganate as oxidant, low-purity graphite as raw materials in the original sulfuric acid method, based on process improvement, experiments discussed nitrate amount, potassium permanganate, reaction temperature and time Preparation of various factors on the expansion of expandable graphite volume. Experimental analysis is used for examination and determine the optimum ratio of materials: graphite (g): potassium permanganate (g): concentrated nitric acid (ml) = 2:1:48; the volume expansion of expandable graphite can be reached 220ml/g.
With phosphoric acid, boric acid for a second expandable graphite intercalation，the antioxidant property is much higher.
Key words: Expandable Graphite; sulfur-free; oxidation resistance
目錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 可膨脹石墨綜述 1
1.1 石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 1
1.1.1 石墨的結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 石墨的性質(zhì) 2
1.1.3 膨脹石墨的性質(zhì) 3
1.2 石墨層間化合物 4
1.2.1 石墨層間化合物的階梯（state）結(jié)構(gòu) 5
1.2.2 GIC合成機理 6
1.3 可膨脹石墨的制備 8
1.4 膨脹石墨的應用 10
1.4.1 醫(yī)學領域 10
1.4.2 密封材料 10
1.4.3 電池中的應用 10
1.4.4 阻燃材料 11
1.4.5 吸附材料 11
1.4.6 高效催化劑 12
1.4.7 其他應用 12
1.4.8 膨脹石墨的發(fā)展 12
1.5 本文研究的目的、意義、和主要內(nèi)容 13
1.5.1本課題研究的目的及意義 13
1.5.2 本文研究內(nèi)容 14
第二章 實驗部分 15
2.1 實驗主要原料 15
2.2 實驗用主要儀器設備 15
2.3 膨脹石墨的制備方法及流程 16
第三章 可膨脹石墨的制備 19
3.1 單因素實驗討論最佳工藝條件的選擇 19
3.1.1 高錳酸鉀用量的影響 19
3.1.2 硝酸用量的影響 20
3.1.3 反應溫度的影響 21
3.1.4 反應時間的影響 22
3.1.5 雙氧水用量的影響 22
3.1.6 干燥時間的影響 23
3.1.7 干燥溫度的影響 24
3.1.8 膨脹溫度的影響 25
3.2正交實驗確定反應物料最佳配比及工藝參數(shù) 26
第四章 可膨脹石墨的二次插層 29
4.1 二次插層可膨脹石墨的工藝 29
4.2 抗氧化性實驗 29
4.3 實驗結(jié)果及分析 29
4.3.1 抗氧化劑對膨脹體積的影響 29
4.3.2 抗氧化性的評價 30
4.3.3磷酸作為二次插層劑的機理 31
4.4 產(chǎn)品的表征及質(zhì)量的評定 32
4.4.1 產(chǎn)品的表征 32
4.4.2 樣品的指標評價 33
4.4.3 樣品的固定碳含量及硫含量的測定 35
4.4.4 產(chǎn)品的指標評價結(jié)果 36
結(jié) 論 37
致 謝 38
參考文獻 39

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