医学具有可膨胀石墨对有机生物大分子的吸附特性,在生物医学材料上具有广泛的应用前景。
高能电池材料膨胀石墨是电池材料,利用可膨胀石墨层间反应的自由能变化转化为电能。通常以可扩展石墨为阴极,锂为阳极,可扩展石墨复合氧化银为阴极,锌为阳极。氟化石墨、石墨、AuCl3和TiF4等金属卤化物的可扩展石墨已应用于电池。
可膨胀石墨常见的制备方法:1、化学插层法。初始使用的原料是高碳鳞片石墨,其他化学试剂如浓硫l酸(98%以上)、双l氧水(28%以上)、高猛l酸钾等都使用工业级试剂。一般制备步骤如下:在适当的温度下,分不同的程序加入不同比例的过氧l化氢溶液、天然鳞片石墨和浓硫l酸,不断搅拌反应一定时间,无硫可膨胀石墨,然后洗涤至中性,离心、脱水,60度真空干燥。2、电化学方法。将石墨粉在强酸电解液中处理制备可膨胀石墨,水解、清洗、干燥。作为强酸,主要使用硫酸或硝l酸。用这种方法制备的可膨胀石墨含硫量低。3、超声波氧化法。在制备可膨胀石墨的过程中,对阳极氧化电解液进行超声振动,超声振动时间与阳极氧化相同。
可膨胀石墨多采用化学氧化和电化学氧化。传统的化学氧化法工艺简单,质量稳定,但存在酸性废物和产品含硫量高等问题。电化学法不使用氧化剂,酸液可多次循环使用,环境污染小,成本低,但收率低,对电极材料要求较高,目前实验室研究。除了氧化方法不同,这两种方法的脱酸、洗涤、干燥等后处理是相同的。其中化学氧化法是迄今为止应用广泛的方法,技术成熟,在工业上得到广泛推广和应用。
可膨胀石墨被膨胀石墨瞬间高温处理后,会发生数百倍的膨胀,形成蠕虫状的碳物质。它是无毒的环保材料。具有天然石墨的高温、低温、辐射、防腐、导电、导热性能。它还具有柔韧性、耐压性、可塑性、自润滑性、抗震性、抗畸变性等优良性能。
表面改性石墨
可膨胀石墨作阻燃材料时,涉及到石墨与其他组分的相溶性问题,由于石墨表面的矿化度很高,它既不是亲油性物质,也不是亲水性物质。所以必须对石墨表面进行改性才能解决石墨与其他组分的相溶性问题。有客户曾提出将石墨表面变白的需求。按客户要求,应在石墨表面覆盖一层坚固的白色薄膜,这是一个很难解决的问题,涉及膜化学或表面化学的问题,实验室可能做到,工业化存在难题。此类白色可膨胀石墨主要用来做阻燃涂料。
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