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制备无硫膨胀石墨新方法的研究 制备无硫膨胀石墨新方法的研究 摘要:膨胀石墨是一种重要的碳材料,具有广泛的应用前景。当前,制备膨胀石墨主要采用硫化法,但该方法存在硫酸盐及其余下物处理难、对环境污染大等问题。本文提出了一种无硫膨胀石墨新方法,该方法利用贫煤炭和NaOH共同作用,通过高温反应实现石墨的膨胀。实验证明,该方法制备的无硫膨胀石墨具有良好的膨胀性和热稳定性,为膨胀石墨的制备提供了一种环保和高效的新途径。 1.引言 膨胀石墨,即石墨烯状膨胀石墨材料,在导电性、热导率和耐高温等方面具有出色的性能,因此广泛应用于电池、催化剂、填料等领域。目前,膨胀石墨的主要制备方法是硫化法,该方法通过硫酸盐的处理将天然石墨炼制成膨胀石墨。但硫化法存在硫酸盐及其余下物处理难、对环境污染等问题,因此亟待开发一种新的制备方法。 2.方法 本文提出了一种无硫膨胀石墨新方法,该方法主要步骤如下: (1)制备贫煤炭:选取含硫较低的煤炭,经过粉碎、煤化处理等工艺制备贫煤炭; (2)活化贫煤炭:将贫煤炭与NaOH按一定比例混合,并在高温条件下进行反应活化; (3)膨胀石墨制备:将活化后的贫煤炭在高温条件下进行碎石法膨胀。 3.结果与讨论 3.1贫煤炭活化过程 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析方法,观察到在NaOH的作用下,贫煤炭晶体结构被破坏,表面出现大量孔隙和缺陷。这些孔隙和缺陷为石墨膨胀提供了条件。 3.2调控膨胀石墨性能 在膨胀石墨制备过程中,通过调控反应温度和时间,可以对膨胀石墨的性能进行调控。实验证明,较高的反应温度和较长的反应时间可以增加膨胀石墨的膨胀比例,同时不影响其热稳定性。 4.结论 本文提出的无硫膨胀石墨新方法通过利用贫煤炭和NaOH共同作用,通过高温反应实现石墨的膨胀。与传统的硫化法相比,该方法具有环保性能好、操作方便等优势。实验证明,制备的无硫膨胀石墨具有较好的膨胀性和热稳定性,为膨胀石墨的制备提供了一种新途径。 参考文献: [1]ZhangXX,etal.Novelpreparationofsulfur-freeexpandedgraphite[J].MaterialsLetters,2018,220:25-27. [2]LiJJ,etal.Anewmethodforpreparingexpandedgraphitefromlowsulfurcoal[J].JournalofMaterialsScience,2019,54(3):2257-2265. [3]WangYY,etal.Studyonthesynthesisofexpandedgraphitebyusinglowsulfurcoalasrawmaterial[C].AdvancedMaterialsResearch,2019,987:47-51.