膨脹石墨-蒼井空老師演講文獻(xiàn)-文庫吧
2025-04-24 02:13 本頁面
【正文】 度下水浴，攪拌至反應(yīng)時間水洗至中性，抽濾，干燥圖 2 制備易膨脹石墨工藝流程圖 膨脹容積是單位質(zhì)量的易膨脹石墨在規(guī)定的溫度下膨脹的體積，單位是 mL?g1。測定的步驟為：稱取適量試樣置于已在規(guī)定溫度預(yù)熱的高溫坩堝內(nèi)，立即放入規(guī)定溫度的馬弗爐內(nèi)，迅速關(guān)閉， 20～ 30s后取出，立即取出，將坩堝內(nèi)的膨脹石墨倒入 200mL的量筒內(nèi)，讀取試樣膨脹后的體積。 本實驗采用 ，采用多次測量取平均值， VXm? 氧化劑 常溫常態(tài)下，石墨的化學(xué)性質(zhì)極不活躍，只有氧化性極強(qiáng)的物質(zhì)才能使天然鱗片石墨失去電子，成為帶正電荷的分子，在轉(zhuǎn)移驅(qū)動力下，插層劑以離子、分子形式進(jìn)入石墨層間，形成石墨層間化合物。 目前制備石墨層間化合物中，使用的氧化劑主要有固體和液體兩大類。常用的固體氧化劑有 KMnO K2CrONH4NO (NH4)2S2O KClO4等，液體氧化劑主要有 H2SOHNO HClO H2O2等，但各種氧化劑的氧化能力、氧化效果和氧化劑本身特性對石墨層間化合物的相關(guān)性能指標(biāo)及微觀結(jié)構(gòu)影響較大。 氧化劑的主要作用是打開石墨層的邊緣，使得石墨邊緣相鄰層面的碳原子相互排斥，增大層面間距，降低插層反應(yīng)的活化能，以便插層劑順利插入石墨層間，插層反應(yīng)能否順利進(jìn)行，關(guān)鍵取決于石墨層間打開的程度。 因此氧化劑的種類及氧化性強(qiáng)弱決定了插層反應(yīng)能否進(jìn)行以及進(jìn)行的程度，氧化能力過強(qiáng)，易造成石墨的過度氧化，層間撐開過大，已插入層間的插入劑逸出；氧化能力過弱，不易使石墨氧化失去電子，不能完全打開石墨層間，造成插入劑插入程度不夠甚至插層反應(yīng)難以進(jìn)行。 常用的插層劑有 H2SO4 ， HNO3 ， HClO4， H3PO4 ，C2H5COOH 等無機(jī)與有機(jī)酸類。 當(dāng)石墨層間被氧化劑打開后，插層劑分別以中性分子或陰離子如 HSO4, SO42, NO3,ClO4, H2PO4, HPO42等形式進(jìn)入石墨層間。當(dāng)石墨受熱時，插層物分解，汽化，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生推力以推開石墨層。 不同的插層劑制備的膨脹石墨性能各異： H2SO 4是一種很好的氧化插層劑，插層能力很強(qiáng)且在插層過程中很穩(wěn)定，但在膨脹過程需要很高的溫度；濃 HNO3本身具有強(qiáng)氧化性，但其在插層過程中不穩(wěn)定，且受熱易生成有害的NOx 等有害氣體；用 C2H5COOH等有機(jī)酸做插入劑，膨脹時在較低的溫度下就可以膨脹，且分解后只產(chǎn)生 CO2 和水蒸汽 ,但其在插層過程中很不穩(wěn)定，容易揮發(fā)，分解造成損失。 所以經(jīng)過綜合考慮與驗證，為制備在低溫下即可膨脹且膨脹倍率較高的易膨脹石墨，本文選用 HClO4， H3PO4，乙酸酐為插層劑， CrO3 作為氧化劑制備易膨脹石墨。為了使膨脹效果達(dá)到最優(yōu)，需要確定 HClO4， H3PO4，乙酸酐， CrO3之間最佳量配比及最適的
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1