膨胀石墨的制备及表面修饰+文献综述(3)
时间:2017-04-24 12:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
膨胀石墨表面的非极性集团的存在可选择性吸附水溶液中的有机类物质；四级孔为0.1μm以下的纳米孔，数量较少，且部分呈闭合孔，吸附过程中所起到的作用较小。 天然鳞片石墨原料具有层状结构。在一个层面内其碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价键，并排列成优尔角网状平面结构。平面内由很强的。键结合形成牢固的优尔角网状平面，结合力为586KJ/mol。在平面网状结构层与层之间很弱的范德华力结合，约为17KJ/mol。这种结构特点决定了石墨一系列的理化特性，诸如自润滑性，各向异性等，同时也提供了其它物质插入石墨间形成一类新材料的可能性。石墨的碳原子层间的空隙，容易插入电离能小的碱金属和电子亲合能大的卤素、卤化物及酸等，从而形成石墨层间化合物(GICs)。天然鳞片石墨在插层反应之后，再经水洗和干燥后便成为可膨胀石墨。在石墨层问每一层碳层插入一层原子或集团，被称为一阶GIC，每隔n-1层碳层插入一层原子或集团，称为n阶GIC。 可膨胀石墨在高温下，石墨层间插层物质气化分解，形成瞬时高压，产生的推力克服石墨层间范德华力，使石墨片沿C轴方向膨胀数十倍到数百倍，形成了疏松轻质的，黑色或灰黑色的膨胀石墨。由于在膨胀过程中并未破坏石墨层的优尔元环结构，因此在微观结构上与石墨同属优尔方晶系。它既保留了天然石墨的耐热性、耐腐蚀性、耐辐射性、导电导热性、摩擦系数低等优良性能，还具有天然石墨所没有的可压缩性、自粘性、吸附性等性能。 膨胀石墨由于具有独特的结构特点，因此具有很多优良特性[15-21]： 1、耐温范围宽：能承受--200℃的超低温到3600℃的高温。 2、耐腐蚀性强：膨胀石墨化学性质稳定，除王水、浓硝酸、发烟硫酸和高温下的重铬酸盐、高锰酸盐等少数几个强氧化剂外，几乎能抵抗所有常见的化学介质的腐蚀。 3、耐辐射性强：膨胀石墨能承受中子射线、a射线、丫射线、B射线等放射线的长期照射，并且在长期辐射下不发生老化。 4、各向异性：膨胀石墨在传热、导电和热膨胀等方面有优异的各向异性，平面层方向的热传导率比厚度方向大28倍，导电率大500倍。 5、不渗透性：膨胀石墨对气体和液体介质均有优良的不渗透性。 6、自润滑性：在外力的作用下，容易沿平面层方向产生相对滑移，形成自润滑性并有低的摩擦系数。 7、柔软性：由于本身存在有许多特殊的单元结构，只要用较小的紧固压力，就可以达到良好的自粘性，形成有效的密封。 8、回弹性：用膨胀石墨直接加压制成的各种不同形状的制品在厚度方向有10-70％的回弹性。 (责任编辑：qin) |