中國(guó)粉體網(wǎng)訊 可膨脹石墨(Expansible Graphite, EG)是一種在適宜溫度下,可瞬間迅速分解產(chǎn)生大量氣體,使石墨沿 C 軸方向膨脹幾十倍甚至數(shù)百倍的石墨層間化合物(Graphite Intercalation Compound,GIC)。
預(yù)計(jì)2025年可膨脹石墨市場(chǎng)價(jià)值為312 百萬(wàn)美元
近年來(lái),可膨脹石墨功能材料越來(lái)越被廣大科學(xué)工作者所關(guān)注。它不僅保持石墨原有的一些優(yōu)良性能,如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐高溫、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等特性,同時(shí)增加了一些新的特殊性質(zhì),其中最為關(guān)鍵的就是它的可膨脹性。而且可膨脹石墨在熱或其他作用可以迅速膨脹,成為膨脹石墨,可廣泛用于化工、機(jī)械、電子、冶金等部門(mén)。
據(jù)QYResearch,2018年全球可膨脹石墨市場(chǎng)價(jià)值為 214.6百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2025年底將達(dá)到312 百萬(wàn)美元,2018年至2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.5%。隨著可膨脹石墨市場(chǎng)的擴(kuò)大,相關(guān)研究有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
可膨脹石墨的常用制備方法
可膨脹石墨的制備方法包括化學(xué)氧化法、電化學(xué)法、氣相擴(kuò)散法、混合液相法、熔融法、加壓法、爆炸法等。綜合比較,目前化學(xué)氧化法和電化學(xué)氧化法是較為常用的兩種制備方式。
可膨脹石墨制備常用方法優(yōu)缺點(diǎn)
目前,針對(duì)可膨脹石墨、膨脹石墨的相關(guān)研究工作也取得了一定進(jìn)展。
近期可膨脹石墨制備相關(guān)研究新進(jìn)展
洛陽(yáng)森藍(lán)化工材料科技有限公司的韓保國(guó)等將氧化劑和插層劑與石墨按照摩爾比是1:1:50的比例混合攪拌均勻后,先通過(guò)常壓低溫靜置,再進(jìn)行高溫高壓處理后達(dá)到石墨膨脹的工藝。相比之前的生產(chǎn)方法,該方法操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,產(chǎn)生三廢少,產(chǎn)品收率高。
內(nèi)蒙古元瓷新材料科技有限公司的王志江發(fā)明了一種利用天然細(xì)鱗片制備無(wú)硫膨脹石墨的方法。包括如下步驟:
石墨插層制備:采用天然細(xì)鱗片石墨為原料,經(jīng)第一次干燥后,在常溫常壓下將氧化劑和插入劑與天然細(xì)鱗片石墨進(jìn)行混合至飽和狀態(tài),形成石墨插層化合物;
洗滌處理:將石墨插層化合物過(guò)濾,用去離子水反復(fù)洗滌,直到洗滌溶液的PH值達(dá)到6,得到樣品,將樣品置于烘箱中經(jīng)第二次干燥;
制備:將第二次干燥后的樣品在馬弗爐中高溫膨脹反應(yīng)一定時(shí)間,再冷卻至室溫,即得到膨脹石墨。
本發(fā)明使用簡(jiǎn)單的化學(xué)插層方法,該過(guò)程不涉及高溫高壓的過(guò)程,操作安全,無(wú)危險(xiǎn)性。通過(guò)改變作為氧化劑的雙氧水和濃磷酸的體積比,采用了環(huán)保插入劑‑‑鞣酸,可調(diào)節(jié)膨脹石墨烯的形貌和膨脹率。
鷹領(lǐng)航空高端裝備技術(shù)秦皇島有限公司的楊育林等公開(kāi)了一種可膨脹石墨制備裝置及其電化學(xué)插層方法,可對(duì)天然鱗片石墨高效插層制得可膨脹石墨,所制可膨脹石墨在微波膨化和高溫膨脹過(guò)程中,無(wú)煙霧和刺激性氣體產(chǎn)生,其膨脹倍率可達(dá)200‑300mg/L;該方法可從源頭上解決可膨脹石墨制備涉及的生產(chǎn)安全和環(huán)境污染問(wèn)題,其能積極推進(jìn)可膨脹石墨規(guī);苽浜凸こ虘(yīng)用,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
武漢理工大學(xué)的張凌燕等公開(kāi)發(fā)布一種機(jī)械力化學(xué)法制備硫化膨脹石墨的方法及應(yīng)用。方法包括如下步驟:
A、將三氧化硫吡啶復(fù)合物加入二甲基甲酰胺溶劑中攪拌均勻得到第一混合體系;
B、用化學(xué)氧化法制備膨脹石墨;
C、將膨脹石墨分散在第一混合體系中得到第二混合體系;
D、將第二混合體系球磨改性一定時(shí)間;
E、將球磨后的產(chǎn)品過(guò)濾并洗滌,干燥即可得到硫化膨脹石墨。
本發(fā)明的方法所制備的硫化膨脹石墨與具有大粒徑厚片層膨脹石墨相比,經(jīng)過(guò)添加SO3‑P和DMF研磨改性的硫化膨脹石墨的微觀表面多孔性表現(xiàn)出顯著的增加,以及粒徑明顯的減小。
來(lái)自黑龍江工業(yè)學(xué)院、雞西市普晨石墨有限責(zé)任公司的宋春蓮、徐元成等人發(fā)明了一種等離子體制備無(wú)硫可膨脹石墨的裝置及方法,用于可膨脹石墨制備技術(shù)領(lǐng)域。該裝置設(shè)計(jì)合理,操作簡(jiǎn)單,設(shè)備利用率高,節(jié)約成本,降低能耗,通過(guò)該方法制備的可膨脹石墨膨容積高,膨脹石墨品質(zhì)高,方法簡(jiǎn)單,操作性強(qiáng),不需要高溫。
注:信息來(lái)源國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、中國(guó)粉體網(wǎng)、QYResearch等。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/三昧)
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