膨胀石墨以其对苯酚吸附降解性能的表征毕业论文

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膨胀石墨的研究进展及其应用

膨胀石墨的研究进展及其应用

膨胀石墨的研究进展及其应用膨胀石墨是鳞片石墨经过深加工,形成的具有多孔、高比表面的蠕虫状碳材料(图1),是碳材料中公认的最具有使用价值及应用前景的产品之一。

膨胀石墨保持了石墨材料的微观分子结构,因此膨胀石墨材料具有耐高低温、耐腐蚀和自润滑等多种优良性能,同时由于膨胀石墨质量轻、孔隙多、质地柔软,因此还具有吸附性、压缩回弹性和密封性等新的性能。

目前膨胀石墨已经在环境保护、电力、化工催化、机械、军工等领域中得到了广泛应用。

膨胀石墨的制备及应用技术一直是国内外研究热点。

本文通过文献调研,综述了近几年膨胀石墨制备技术的研究进展,并介绍了该材料在油类吸附领域的诸多应用。

制备方法膨胀石墨来源于天然鳞片石墨,制作工艺主要包括插层、水洗、干燥、高温膨胀处理等。

其中插层和高温膨胀工艺最为关键,插层的目的是制备石墨层间化合物(GICs),然后将其进一步膨胀处理即可制得膨胀石墨。

本文主要对膨胀石墨制备工艺中常用到的插层及膨胀方法简单介绍。

1 插层方法1.1 化学氧化法在鳞片石墨体系中通入Cl2,然后高温处理,鳞片石墨在此环境下将迅速氧化,并直接膨胀为膨胀石墨。

但由于该方法反应条件苛刻,而且会产生污染环境的废气,难以处理,因此实际已很少采用。

目前多采用H2SO4、KMnO4、K2Cr2O7等作氧化剂,替代Cl2的作用。

H2SO4氧化法使用浓HNO3+H2SO4工艺体系,虽然工艺简单但酸用量大,而且制备过程中工艺参数难以控制,导致插入物在层间分布不均,产品质量的稳定性差,该方法产生氮氧化物同样对环境产生污染;KMnO4或K2Cr2O7氧化法可在常温下操作,但该工艺中产物灰分产生量大,作为固废难以处理,或处理成本较高。

1.2 电化学氧化法电化学氧化法是在电解槽中加入浓H2SO4和鳞片石墨,搅拌、混匀,并接通直流电,通过电流产生的电场力作用达到生成层间化合物的目的。

因此该法优点为可常温状态下,间断式单槽生产或者连续生产,但该方法使用完后的废酸难以处置,环境污染严重。

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料(Expanded Graphite,EG)是一种具有独特结构和优异性能的可持续
发展新型材料,其结构特征在于非晶碳纤维层面的石墨化和微孔化。

膨胀石墨材料具有高
温稳定性、高比表面积、良好的导电性和导热性、良好的化学惰性、非离子特性以及良好
的机械强度等特性。

因此,膨胀石墨材料被广泛应用于电池、涂料、玻璃纤维增强塑料、
吸附材料等领域。

EG的制备方法主要有物理法、化学法、高温煅烧法和微生物法等。

其中,热处理是最常用、最经济和最有效的方法。

它采用高温热解分解原料来制备EG,通过氧气、氮气、水蒸气或惰性气体来控制膨胀的程度和形态。

EG在电化学应用领域中可以作为电池正极材料,因为膨胀石墨材料的高比表面积和导电性能可以提高电池的输出功率和能量密度,同时其化学稳定性也可以提高电池的安全性能。

此外,EG还可用于制备超级电容器电极、电化学催化剂、燃料电池电极等领域。

在涂料、塑料和橡胶增强材料领域,EG可作为填充材料,以改善材料的机械和物理性能。

EG在玻璃纤维增强塑料中的应用也得到了广泛关注,因为它可以增强材料成型性、强度和耐腐蚀性能。

在环境保护领域,EG可以用作高效吸附材料,因为其极性和非极性表面可以吸附各种有机和无机物质。

EG也可以用于水处理,因为其微孔结构可以去除水中的重金属和有机物质。

综上所述,膨胀石墨材料是一种多功能、多用途、可持续发展的新型材料,具有广泛
的应用前景。

随着对其性能和结构的深入研究,可以更好地利用其性能,拓展其应用领域。

高倍率膨胀石墨制备及其吸附性能

高倍率膨胀石墨制备及其吸附性能

Preparation Adsorption and Regeneration ofHigh-rate Expanded GraphiteXU Shan ,CHANG Liang-liang ,CAO Bao-yue(College of Chemical Engineering and Modern/Material Shangluo University /Shaanxi Key Laboratory of Tailings Comprehensive Utilization of Resources,Shangluo 726000,Shaanxi)Abstract:Expansive graphite (EG)was prepared by microwave method using chemical oxidation and KMnO 4as co-oxidant.The adsorption performance of EG on methylene blue (MB)was investigated,and the effects of temperature and pH on the adsorption effect were discussed.The adsorption mechanism was explored by kinetic and thermodynamic methods,and the adsorption stability of EG was investigated.The results showed that the adsorption capacity reached 81.46mg ·g -1.The quasi -second -order kinetic model and Freundlich isothermal equation can fit the adsorption process well,which proves that the adsorption sites on the surface of expanded graphite are not uniform,and the adsorption process is exothermic reaction.After adsorption -recycling for 4times,the expanded graphite still maintains good adsorption and regeneration properties,which proves that the expanded graphite is a relatively stable adsorption material.Key words:expanded graphite;adsorption;regeneration (商洛学院化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西商洛726000)高倍率膨胀石墨制备及其吸附性能徐珊,常亮亮,曹宝月摘要:采用化学氧化法,以KMnO 4作助氧化剂,微波法制备了膨胀石墨(EG );考查了EG 对亚甲基蓝(MB )的吸附性能,探讨了温度、溶液pH 等对吸附效果的影响,通过动力学和热力学对吸附机理进行探究,并且考察了EG 的吸附稳定性。

磁性膨胀石墨的制备及对油的吸附分离与再生

磁性膨胀石墨的制备及对油的吸附分离与再生

磁性膨胀石墨的制备及对油的吸附分离与再生王凡非;冯启明;王维清;黄阳【摘要】以硝酸钴和硝酸铁为主要原料,采用化学共沉淀法制备CoFe2O4纳米磁性微粒,然后将其与膨胀石墨复合制得CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、震动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)对CoFe2O4纳米磁性微粒和磁性膨胀石墨进行了表征.并研究了CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨对不同油类的饱和吸油量、对水和油的竞争吸附比、不同吸附时间和环境温度对饱和吸油量的影响、磁分离回收及离心法再生吸附后的磁性膨胀石墨.结果表明,合成的CoFe2O4结晶度高,晶粒度约为13nm.CoFe2O4载量越低、油品粘度越高,磁性膨胀石墨的饱和吸油量越大;油品粘度越大,油、水竞争吸附时水含量越低;磁性膨胀石墨10s即可达到饱和吸油量的80%,90s后达到饱和吸附;CoFe2O4载量为35%时,磁回收率为99.2%,且再生离心转速为3000r/min时再生吸油量达到较大值.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)012【总页数】5页(P1782-1786)【关键词】磁性膨胀石墨;吸油性能;磁回收;再生【作者】王凡非;冯启明;王维清;黄阳【作者单位】西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621010;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621010;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621010;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TQ424.29;X5061 引言在石油等油类产品生产、运输和使用过程中,由于泄漏及含油废水的排放对水环境造成的污染已日趋严重[1-3]。

现有针对海上浮油的处理方法有布置围油栏、喷洒消油剂、凝油剂和燃烧水面溢油[4-8],但由于处理不完全、消油剂对水体的二次污染及燃烧后产生的有毒气体难以控制等,使此类处理方式受到了制约[9],因此探讨更为环保有效的除油方法具有重要意义。

凹凸棒土-膨胀石墨复合材料电极在苯酚废水处理中的性质研究

凹凸棒土-膨胀石墨复合材料电极在苯酚废水处理中的性质研究

r e mo v e p h e n o 1 .Th e r e s u l t s h o ws t h a t r e mo v a l r a t e o f p h e n o l r e a c h e s t o 9 0
wh e n t h e c u r r e n t d e n s i t y i s
本, 有 效 提 高 了 电极 的利 用 率 。 关 键 词 :废 水 处 理 ;电 化 学 ;电极 ;凹 凸 棒 土 ;膨 胀石 墨 中图分类号 : X 7 0 3 . 1 文献标志码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 2 — 4 9 5 6 ( 2 0 1 4 ) 1 — 0 0 4 5 — 0 4
摘 要 : 研 究 一 种 对 酚类 废 水 处 理 效 果 好 、 价格低廉 、 无 二 次 污 染 且 稳 定 性 高 的 电 极 。采 用 膨 胀 石 墨 粉 和 凹
凸棒 土粉 为 原 料 , 制 备 复 合 材 料 电 极 。实 验 考 察 了 电流 密 度 、 温度 、 p H 值等影 响因素 。实验结果 表 明, 在 电 流密度为 1 0 mA/ c m。 , 温度为 2 5℃ , p H 为 7的 条 件 下 , 对苯 酚的降解率 达到 9 O 。该 复 合 材 料 电 极 在 连 续 进 行 半 年 以上 电 化 学 降 解 实 验 后 , 表 面稍有 腐蚀 , 表 现 出 了 良好 的 稳 定 性 及 耐 腐 蚀 性 , 降 低 了 废 水 处 理 的 成
一 Re s e a r c ● h o n p r o p e r t i ● e s o i ^ a t t a p u ● l ・ g i t e - e x p a n s ・ i o n g r a p ● h i 一 t e c o mp o s ・ i t e - ma t e r i a ● l

聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质

聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质

聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制
备及其性质
研究
聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质研究是一种新兴的研究方向,主要用于解决传统石墨电极的限制,如低的活性、高的电阻、低的可逆容量等。

首先,将聚对苯二酚固定在石墨表面上,使其形成一层保护层,从而保护石墨电极免受环境污染。

然后,将聚对苯二酚修饰的石墨直接放入水中,使其膨胀,加大电极表面积,增强其电化学行为。

最后,经过有机溶剂的清洗,使其表面光滑,减少电极阻抗,提高其电化学反应效率。

研究表明,聚对苯二酚修饰的膨胀石墨电极具有高比容量、低阻抗和高可逆容量等优异性能,可用于电池、能源储存和传感等领域。

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述1. 引言1.1 研究背景膨胀石墨是一种独特的石墨材料,在石墨晶格中插入或附着其他原子或分子,使其晶格距离扩大而形成的新型材料。

膨胀石墨具有很高的比表面积和丰富的空隙结构,使其具有良好的吸附性能、催化性能和导电性能。

随着能源存储和传输、导热材料等领域的快速发展,膨胀石墨材料逐渐受到研究者的重视。

研究背景部分将对膨胀石墨材料的相关信息进行详细介绍,包括膨胀石墨材料的特性、制备方法和应用领域等方面的研究进展。

通过深入了解膨胀石墨材料的特性以及其在能源储存、传输和其他领域的应用,可以更好地揭示其在科学研究和工程应用中的潜在价值和发展前景。

研究背景对于全面了解膨胀石墨材料的研究现状和未来发展方向具有重要意义。

1.2 研究意义膨胀石墨材料作为一种具有特殊性能的新型功能材料,具有重要的研究意义。

首先,膨胀石墨材料的研究可以为材料科学领域提供新的研究思路和方法,推动材料科学的发展。

其次,膨胀石墨材料具有较高的比表面积和孔隙结构,有着优异的储能性能和导热性能,因此在能源储存和传输方面具有广阔的应用前景。

此外,膨胀石墨材料还具有较好的化学稳定性和机械性能,可应用于电池、超级电容器、导热材料等领域,具有重要的工程应用价值。

因此,对膨胀石墨材料的研究将有助于推动材料科学和工程技术的发展,拓展新材料的应用领域,推动科技创新,促进经济发展。

1.3 研究目的研究目的是为了系统总结和分析膨胀石墨材料的研究进展及其应用,探讨其在储能、导热和其他领域的潜在应用价值。

通过对膨胀石墨材料的特性、制备方法以及已有的应用案例进行深入分析,旨在为相关领域的研究者和工程师提供参考和指导,促进膨胀石墨材料在工程实践中的广泛应用和进一步发展。

通过展望膨胀石墨材料未来的发展趋势和应用前景,可以为相关领域的科研工作者提供研究方向和创新思路,推动膨胀石墨材料在工业生产和科学研究中的更广泛应用和深入发展。

通过本文的介绍和分析,希望能够激发更多人对膨胀石墨材料的研究和应用进行深入探讨,推动该领域的技术创新和产业发展。

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述

膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述膨胀石墨材料是一种具有微观空隙结构的石墨材料,可以通过化学氧化和高温处理等方法将天然石墨氧化并膨胀而成。

这种材料具有优异的导电性、导热性和化学稳定性,因此在许多领域都有着重要的应用价值。

本文将对膨胀石墨材料的研究进展及其应用进行综述。

一、膨胀石墨材料的制备方法目前制备膨胀石墨材料的方法主要有化学氧化法、物理膨胀法和化学氧化-物理膨胀复合法等。

化学氧化法是通过将天然石墨与氧化剂反应,将其氧化成石墨烯氧化物,再经过高温处理使其膨胀而成。

物理膨胀法则是通过高温加热天然石墨,在高温下石墨层间的氧化物蒸发,从而使石墨产生膨胀。

化学氧化-物理膨胀复合法是将两种方法结合起来,先进行化学氧化,再进行物理膨胀。

这些方法都可以制备出高质量、高膨胀率的膨胀石墨材料。

膨胀石墨材料的物理性质主要包括膨胀率、导电性、导热性、表面积等。

膨胀率是衡量膨胀石墨材料膨胀程度的指标,一般可以通过加热天然石墨样品来测定其膨胀率。

导电性和导热性是膨胀石墨材料最重要的物理性质,其导电性能比普通石墨高出很多倍,因此在电池、超级电容器等领域有着重要应用。

表面积则是膨胀石墨材料的另一个重要物理性质,其大的比表面积使其在催化剂、吸附剂等领域有广泛的应用。

膨胀石墨材料的化学性质主要表现在其表面的化学活性和对各种化学物质的吸附性。

其表面的官能团使其能够与化学物质发生反应,广泛应用于催化剂、吸附剂等领域。

膨胀石墨材料对气体、液体的吸附性也很强,因此在储气、净水等方面也有着重要的应用。

1. 电化学领域膨胀石墨材料具有优异的导电性能和化学稳定性,在电化学领域有着广泛的应用。

其可以作为电极材料用于电容器、电池等设备中。

由于其大的比表面积,也可以作为电化学传感器的敏感材料,用于检测各种离子和分子。

膨胀石墨材料还可以用作超级电容器的电极材料,具有高能量密度和长循环寿命等优点。

膨胀石墨材料具有丰富的表面官能团和大的比表面积,因此可以作为催化剂的载体或直接作为催化剂。

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本科毕业设计(论文)题目: 膨胀石墨以其对苯酚吸附降解性能的表征学院:专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它膨胀石墨以其对苯酚吸附降解性能的表征摘要膨胀石墨(EG)是由鳞片石墨制备成的一种疏松多孔的蠕虫状物质,具有发达的网络状孔隙结构,较大的比表面积,较高的表面活性,是一种具有较高化学稳定性的,环境友好的廉价液相吸附材料。

TiO2是一种新型的廉价无毒的高效光催化材料。

以膨胀石墨负载TiO2而得到的复合材料不仅具有吸附性能,而且还具有光催化性能。

本实验研究了膨胀石墨对苯酚废水的吸附作用,用新方法和旧方法分别制备了负载二氧化钛的膨胀石墨,用以对模拟废水中苯酚的去除,并对比了两种方法负载二氧化钛的石墨对苯酚的降解效果,结果表明:膨胀石墨对苯酚的吸附符合Langmuir和Freundlich等温线。

用新方法负载二氧化钛的膨胀石墨降解苯酚废水的效果明显比传统方法好。

关键词:膨胀石墨TiO2苯酚吸附降解AbstractExpanded graphite(EG) is a worm-like porous material which is produced by natural squama graphite. It has evolutive network-like pore strueture,big specific surface area ,and high surface-active,it i s a kind of cheap environment-friendly liquid phase adsorption with high chemistry stability. TiO2 is a kind of new cheap and non-toxic photochemical catalysis material. The compounds which made by EG and TiO2not only has the adsorption performance, moreover also has the photochemical catalysis performance ,which provided a new idea and a new focus of study on environmental material.The experimental study on the expansion of adsorption on Phenol Wastewater by EG . With the new method and the old method of expanded graphite supported TiO2were prepared, for removal of phenol wastewater, and compared two methods of loaded TiO2 graphite effect on the degradation of phenol. The result showed that the adsorption of phenol accord with Langmuir isotherm and Freundlich isotherm. The expanded graphite of inserting TiO2 with new method is better than old method at the removal of phenol.Key words: Expanded graphite ;TiO2;Phenol;Adsorption;Degradation目录第一章绪论 (1)1.1 石墨 (1)1.1.1 石墨简介 (1)1.2 膨胀石墨 (2)1.2.1 膨胀石墨简介 (2)1.2.2 膨胀石墨的性质 (2)1.2.3 膨胀石墨的制备 (3)1.2.4 膨胀石墨的水洗方法 (5)1.2.5 膨胀石墨膨胀技术的研究 (5)1.2.6 膨胀石墨的应用 (6)1.3 苯酚 (7)1.3.1 含酚废水的来源 (7)1.3.2 苯酚危害 (8)1.3.3 苯酚处理工艺 (8)1.4 TiO2 (9)1.4.1 纳米TiO2简介 (9)1.4.2 TiO2的晶型结构 (10)1.4.3 TiO2的性质 (10)1.4.4 TiO2的制备方法[49-53] (11)1.5 研究的目的和内容 (11)1.5.1 研究的目的 (11)1.5.2 研究的内容 (12)2.1 实验仪器 (13)2.2 实验试剂及材料 (13)2.2.1 试剂 (13)2.2.2 材料 (14)2.3 膨胀石墨的制备 (14)2.4 TiO2溶胶的制备 (15)2.5 负载TiO2的膨胀石墨的制备 (15)2.6 膨胀体积的测定 (15)2.7 废水中苯酚浓度的测定 (15)2.7.1 配制苯酚标准溶液 (15)2.7.2 苯酚去除量的测定及去除率的计算 (16)3.1 实验部分 (17)3.1.1 不同制备因素对膨胀体积的影响 (17)3.1.2 不同负载方法对膨胀体积的影响 (17)3.2 结果与讨论 (17)3.2.1 不同制备因素对膨胀体积的影响 (17)3.2.2 单因素实验 (19)3.3 本章小结 (24)4.1 实验部分 (25)4.1.1 膨胀石墨对苯酚吸附特性的研究 (25)4.1.2 TiO2/EG对苯酚去除特性的研究 (27)4.2 实验结果和讨论 (28)4.2.1 膨胀石墨对苯酚吸附特性的研究 (28)4.2.2 TiO2/EG对苯酚去除特性的研究 (32)4.3 本章小结 (35)第一章绪论1.1 石墨1.1.1 石墨简介石墨(NG)是一种天然层状无机材料,属于导电体。

石墨是导电体中一种最软的矿物。

石墨的主要用来制造铅笔芯和润滑剂。

石墨是在高温下形成的,分布最广的是石墨的变质矿床,是由于富含有机质或碳质的沉积岩,在经过区域变质作用后行成的。

在中国,山东省莱西市和吉林省磐石市是重要的石墨产地。

[1]石墨晶体是由碳原子组成的六角环状结构的多层叠合体:同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每个碳原子用三个共价键与另外三个原子相连;六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成片层结构,C-C键的键长都是142pm,而在同一平面的碳原子各剩下的一个p轨道就相互重叠。

石墨晶体结构如图1。

1.2 膨胀石墨1.2.1 膨胀石墨简介膨胀石墨(EG)又称柔性石墨,是由天然鳞片石墨经过制备获得的一种疏松多孔的蠕虫状物质。

[2]1840年,首先由Schafhaeutl将硫酸和硝酸混合加入到鳞片石墨中,经过加热而发现石墨产生体积膨胀的现象;在1963年,美国联合碳化物公司首先申请可膨胀石墨制造技术专利并于1968年进行工业化生产。

由于表面及内部孔隙结构非常发达,因此膨胀石墨的疏水亲油性能很好。

另外膨胀石墨的化学稳定性强,能耐高温和低温,防辐射性能强,耐腐蚀性能好,且无毒,不会对环境造成二次污染,是一种良好的处理废水的吸附材料。

膨胀石墨不仅保留了石墨原有的性能,还增加了许多原有石墨不具备的新性能。

目前膨胀石墨已经广泛应用于石油、化工、轻工、电力、冶金、机械、仪表、汽车、原子能、宇航等工业部门。

1.2.2 膨胀石墨的性质膨胀石墨[3-5]具有许多优良特性,它不仅保留了天然石墨的许多优点,例如耐热性、耐腐蚀性、耐辐射性、导电导热性、自润滑性及摩擦系数低等优良性质;还具备了其本身特有的性质,例如[6-7]对有机物吸附性好、轻质柔软、可压缩、回弹性能好等性能,其主要表现如下表:表1.1 膨胀石墨的性质性能具体表现耐高温与低温性在非氧化介质或惰性气体中,在﹣200℃~2500℃范围内使用时,高温不软化,低温不变脆,尤其不因压力和温度交变或受震动,而出现密封失效。

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