水浴温度对膨胀石墨膨胀容积和微观结构的影响

叶厚理(福建省闽北地质大队，福建 邵武 354000)

0 引言

石墨层间化合物(GICs)又可以称为可膨胀石墨，当天然石墨层与层之间的较弱的范德华力被破坏，石墨层间被打开，就可以在层与层之间插入一些原子、离子或者分子，这就构成了石墨层间化合物，插层剂的加入使其具有了可膨胀性[1-3]。膨胀石墨是由天然鳞片石墨经过氧化插层处理，形成石墨层间化合物，然后再经过蒸馏水洗涤、干燥、高温膨化而制得的一种蠕虫状物质[4-8]。膨胀石墨继承了天然鳞片石墨的性能，具有极强的电导率、耐高温、抗腐蚀、抗辐射特性。与天然鳞片石墨相比，膨胀石墨的结构松散、多孔且弯曲、密度更低、体积和表面积更大、表面能更高，具有极强的抗震性、抗扭曲性、耐压性、吸附性。本文以鳞片石墨为原料，采用化学氧化法在不同水浴温度下制备石墨层间化合物(GICs)，经微波膨化得到膨胀石墨(EG)，探讨水浴温度对膨胀石墨的膨胀容积和微观结构的影响。

1 实验部分

按鳞片石墨4 g，H3PO49.6 mL，HClO416 mL，KMnO40.6 g的配比称取原料和化学试剂，混合至100 mL烧杯中，套上保鲜膜搅拌均匀。然后将烧杯置于超声清洗剂中超声30 min后，恒温水浴保温1 h后将反应后的产物与溶液分离，抽滤和水洗至中性，80 ℃干燥12 h，得到石墨层间化合物。称取一定量的石墨层间化合物置于石英烧杯中均匀平铺在烧杯底部，放入微波炉中进行膨化得到膨胀石墨。

根据GB/T 10698—1989《可膨胀石墨》，用电子天平和100 mL量筒分别计算膨胀后石墨的质量m和体积V，根据公式膨胀容积=V/m计算。……