一种制备可膨胀石墨的新方法-豆柴文库

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一种制备可膨胀石墨的新方法 Introduction Graphene,amaterialwithuniqueproperties,isbeingusedinvariousfields.However,theinabilityofgraphenetoexpandlimitsitsapplicationinenergystoragedevices.Thus,therehasbeenagrowinginterestindevelopingmethodstofabricateexpanded-graphiteorexfoliatedgraphite,whichcanbeusedinmanyapplications.Oneofthemostpromisingmethodsforpreparingexpandedgraphiteistheoxidation-exfoliationapproach.Inthismethod,naturalgraphiteistreatedwithstrongoxidants,suchassulfuricacidandpotassiumpermanganate,followedbyathermaltreatment,resultingintheexfoliationofgraphite.Nevertheless,thismethodisenergy-intensiveandhighlyhazardous.Thus,thereisaneedforasaferandmoreenvironmentallyfriendlymethodforpreparingexpandedgraphite. Inthispaper,wepresentanewapproachforthepreparationofexpandablegraphitethatissaferandmoreeco-friendlythanthepreviouslyusedmethods.Thismethodinvolvestheuseofmicrowaveradiationtoinduceintercalationofgraphitewithpotassiumsaltsandsubsequentthermaltreatmenttoobtainexpandedgraphite. Experimental Materials:Graphiteflakes,potassiumcarbonate(K2CO3),andpotassiumhydroxide(KOH)werepurchasedfromSigma-Aldrich. Preparationofexpandablegraphite:Initially,10gofgraphiteflakesweremixedwith10gofpotassiumhydroxidein150mLdeionizedwater.Thismixturewasstirredinanicebathfor30minutestodisintegrategraphiteflakes.Subsequently,10gofK2CO3wasaddedandstirredatroomtemperaturefor2hours.Thenthemixturewasirradiatedwith700Wmicrowaveradiationinadomesticmicrowaveovenfor5minutes.Aftertheirradiation,theproductwasremovedandwashedseveraltimeswithdeionizedwater,thendriedat80℃overnight.Finally,theproductwassubjectedtothermaltreatmentundernitrogenatmosphereat1050℃for2hourstoobtainexpandablegraphite. Characterization:Themorphologyandmicrostructureofexfoliatedgraphitewereexaminedusingascanningelectronmicroscope(SEM).ThecrystalstructureofthematerialwasstudiedusingX-raydiffraction(XRD)analysis. ResultsandDiscussion TheSEMimageoftheas-synthesizedexpandablegraphite(Figure1)showsthatthematerialiscomposedofthinandhighlye

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