石墨插层复合材料制备及应用现状VIP免费

2005年第4期中国非金属矿工业导刊总第48期[开发利用]石墨插层复合材科锄备及喧两现状●●●掌●●●●●●●●●●●●●●●料●●事料●料●●●●●●●謇●●●●●●●●●●●●●●掌料●●料毒料●卑掌●●聿●●●幸●●幸●●簟●●●●卑幸肆幸●●幸幸金为群，张华蓉，权新军，尹伟，崔晓辉(吉林大学化学学院，长春130026)[摘要]介绍了化学法和电化学法制备石墨插层复合材料的发展及现状，讨论了用不同插层剂制备的层间化合物的特点、插层反应的机理以及影响插层反应和石墨插层化合物性质的主要因素，总结了降低可膨胀石墨中的含硫量、灰份，增大膨胀容积的主要方法。并对石墨插层化合物在新型密封材料、电极和导电材料、发热材料、吸附材料、催化剂等方面的应用作一概述。[关键词]石墨插层复合材料，插层反应；可膨胀石墨；制备；应用Abstract：TIlispaperiII扛D‘王ucedrcsearchonme眇paralionof孕apl血eintercalationcompoundsusingdIeInical觚delec∞∞hemi—calmeⅡlodsandtllecharacterizadoIlsof孕aI)hiteiIltercalalioncompolllldssynt}lcsizedwithdif艳rentintercal锄tsarediscussediIlit．Wbalsosmdiedtlleprincipleofintercalationreactionsandmemainfactorsillnuencingintercalationrcactionsandcharacterizationsof掣apIliteintercalationcompIDunds．Thememodsofdecre髂ingslllfllrcontentandaShcontent0fexpansible孕ap恤teandincreasingt11evolumeofexp弛dsionwere缸Ilkeda的ut．ThediVersepropemesofg砷tliteinter℃al撕oncompo眦dssuggestan岫berofapplic撕onsofthesema蜘alst0mechaIlical，electrical锄dcheIIlicale蜮n硎ngpmccss．Gl唧牺伦iIltef℃al撕onco呻poundscanbemadeasba唧aIldelec们de衄lterials柚dotIlerm删alsto∞alup锄d垂veoutheat．TheyhaveotIlcrapplic撕onssuchascheIIlicalcatalyticapplications，conductiv埘applications，eta1．Wbmadcasu衄a彤Keyw|ords：gmphitein伦rcal撕伽cOmp叫ndS；intel℃alation舢don；exp锄sibleg印tlite；syIlthesis；applic撕on[中图分类号]TB332[文献标识码]A[文章编号]1007～9386(2005)04—0008—051前言层型物质的层间可以通过插层反应插入或容纳多种多样的无机、有机或复合物，形成种类繁多、性质奇异的插层化合物，为我们提供了一种特殊的合成反应空间。石墨是一种典型的层型物质，其层间插入其他的物质后，层面及层间的一些结构参数发生了很大的变化，其他的光、电、磁、催化以及机械等性能也十分诱人⋯。石墨层间插入的物质种类不同，‘所形成的石墨层间化合物即可膨胀石墨的性能也有所不同。石墨层间化合物可加工作为高导电材料、发热材料、密封材料、吸附材料、催化剂等，应用于食品、医药、电力、化工、冶金、机械甚至航空等领域。石墨插层反应以及石墨插层复合材料的研究无论对于发展新型插层反应、新型材料、扩展化合物的类型，还是深入理解插层化合物主客体之间的相互修饰关系，研究插层反应机制及其反应动力学都有着重要的意义。本文就石墨层间化合物的制备以及应用现状作一概述。2石墨插层化合物的制备SchafautI最早将石墨浸入浓硫酸和浓硝酸的混合液中，出现沿垂直于解理方向上石墨的膨胀几乎达到原来的两倍。揭开了石墨插层复合物研究的序幕。目前合成石墨插层复合物的方法主要有两种。2．1化学法制备石墨插层复合物2．1．1化学法制备石墨插层复合物的实验研究最早的可膨胀石墨是以浓硫酸为插层剂，配以各种氧化剂与天然鳞片石墨反应、脱酸、水洗、干燥而成。用这种方法制备石墨插层化合物时，HSO。一离子和H：SO。分子进入石墨层间与氧化了的碳原子结合生成可膨胀石墨，尽管在水洗、烘干和高温膨胀过程中，石墨层间插人物分解，大部分HSO。一离子和H2SO。分子转化为S0：、SO，而逸出，但仍残存HSO。’以及含硫热解生成物，因此制得的膨胀石墨中含有大量的硫(含硫量高达3％～4．5％，1000×10_0以上拉1)。这种膨胀石墨作密封材料时，残存的硫会促使石墨一金属间的电偶腐蚀和缝隙腐蚀，严重阻碍了其在一些重要部门的应用。插入石墨层间的HS0。一离子和H：SO。分子是可膨胀石墨中硫...