以鳞片为石墨原料的
磷钨酸提纯天然鳞片石墨
摘要随着科技的发展，天然鳞片石墨已被广泛应用于化工、机械、冶金等众多领域，尤其是石墨制品及其复合材料应用更为广泛，这种石墨制品及其复合材料对石墨纯度要求很高，含碳量大都在99%以上。
浮选法虽然工艺简单、成本低，但远达不到品味要求。
而碱酸法、氢氟酸法等几种目前较为常用的高纯石墨的生产方法，从设备、工艺技术上都不是很成熟，因此有必要针对高纯石墨制备工艺进行研究，安全高效绿色制备石墨原料。
钨酸、磷钨酸、磷钼酸是酸性稍弱于氢氟酸的强酸，无毒，腐蚀性小，实验分别研究了这几种强酸提纯天然鳞片石墨，得出磷钨酸在90℃与石墨以质量比1:1混合均匀搅拌3.5h为较佳工艺条件，可将97.28%的高碳石墨提纯到99.05%的高纯石墨。
在解决石墨纯度问题的同时，更降低了对环境的污染及人体的伤害，引领石墨产业健康、有序、可持续发展。
关键词：天然鳞片石墨；提纯；钨酸；磷钨酸；磷钼酸AbstractAlong with the development of science and technology, natural flake graphite is widely used in many fields such as chemical, mechanical, metallurgical, graphite products and its composite materials is more widely applied. In particular, the high requirement of graphite products and its composite material to the purity of graphite, carbon content above 99% mostly. Flotation method, though simple process and low cost, far short of taste requirements. Alkali acid and hydrofluoric acid and so on several commonly used ones are of high purity graphite production methods is not very mature from the equipment and process technology, so it is necessary for high purity graphite to study the preparation technology, safe and efficient green preparation of graphite materials.Tungsten acid , phosphotungstic acid and phosphorus is slightly weak acidic molybdate in hydrofluoric acid, non-toxic, corrosive small, the experiment respectively studied the several acid purified natural flake graphite, phosphotungstic acid at 90 ℃and graphite to mass ratio of 1:1 mixed evenly mixing 3.5 h for better process conditions, high carbon graphite purification can be 97.28% to 99.05% of high purity graphite. In to solve the problems of the purity of graphite, and reduce the pollution to the environment and hurt human body, leading the graphite industry healthy and orderly and sustainable development.Keywords：Natural Flake Graphite, Purification, Tungsten Acid, Phosphotungstic Acid, Phosphomolybdic Acid目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1石墨的晶体结构、性质与用途 (2)1.1.1石墨的晶体结构 (2)1.1.2石墨的工业分类 (3)1.1.3石墨的性能特点 (5)1.1.4石墨的应用 (6)1.2石墨提纯工艺研究现状 (6)1.2.1浮选法 (7)1.2.2碱酸法 (7)1.2.3氢氟酸法 (8)1.2.4 氯化焙烧法 (9)1.2.5高温法 (9)1.3 天然鳞片石墨发展前景 (10)1.4 实验目的及内容 (10)1.4.1实验目的及意义 (10)1.4.2实验内容 (10)第2章实验方法及材料 (11)2.1实验仪器及药品 (11)2.1.1实验仪器..................................... 错误！未定义书签。
攀枝花细鳞片石墨制备高纯石墨的几种方法比较
ｌ 几种 生产 方法简述
（） １碱酸法。碱 酸法又称酸碱提纯法 ， 即将石墨的提纯方法分为碱熔过程和酸解过程。碱熔过程是 将 一定 量 的石 墨 、 氧 化 钠 与 水 混 合 均 匀 ， 入 反应 器 中 ， 热 熔 融 。反 应 一段 时 间后 冷 却 至 １０Ｃ以 氢 放 加 ０￣
下， 过滤 至水洗 液 ｐ 为 ７～８ Ｈ 。其反 应 原理 如下 ：
赖奇 李玉峰 刘 国钦
（ 攀枝 花学院生物与化学工程系 ，四川 攀枝 花 ６ ７０ ） １０ ０
摘
要 针 对攀枝花细鳞 片高纯石墨的发展方 向 ， 介绍 了碱酸法 、 氢氟 酸提纯法 、 温提纯法 、 化焙烧法 等 高 氯
几 种高纯石墨的生产方法 ， 比较 了几 种高纯 石墨生产方法 的工艺条件 、 并 生产成 本 、 制备投 资及 各 自的缺点 。 得出攀 枝花高纯石墨较优 的生 产方法。
攀钢耐材公司科研所唐兴明 曾采用攀枝花金江石墨矿生产的 ９ ％ 的鳞片状石墨利用酸碱提纯法 ０
获得 了９ ．％ 以上 ， ９５ 最高 ９ ．９ ９７ ％的高纯石墨 ， 北京化工大学李常清 等利用类似方法（ 碱熔过程中加人
硼酸或偏硼酸钠作为助熔剂 ， 酸解过程还使用 了一定浓度的氢氟酸） 以中碳石墨 为原料获得 了 ９ ．２ ９８ ％ 的高纯石墨。 碱酸法的缺点在于需要 高温烧结、 熔融 ， 能量消耗大 。且反应时间长， 设备腐蚀严重。另外从 目前的 报道来 看 ， 高纯 石墨 的纯 度 均达 不到 ９ ．％ 的要求 。 其 ９９ （） ２ 氢氟酸提纯法。氢氟酸提纯法是利用氢氟酸能和大部分物质反应 生成可溶性物质原理进行石 墨提纯。即将石墨与一定浓度的氢氟酸浸泡后 ， 过滤水洗至中性， 干燥 ， 纯化。即得到高纯石墨。其反应
热膨胀剥离法制备石墨烯及其表征
热膨胀剥离法制备石墨烯及其表征————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:以-48μｍ高纯鳞片石墨为原料,先采用Huｍｍers法制备氧化石墨，再采用高温热膨胀剥离法制备石墨烯。
利用X射线衍射（XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR）、原子力显微镜(AFM)、Ｎ2 吸附-脱附(BEＴ)等研究了氧化石墨及石墨烯的晶体结构、表面官能团、表面形貌、比表面积、孔径分布等。
ＸRD 研究结果表明,氧化石墨层间距为0．94 nｍ,原有的石墨峰消失；热膨胀所得石墨烯(２θ=２5.6°,d(00２)=０.348nm)为无定形态。
FT-IR 分析表明,石墨氧化过程中结构层间形成大量含氧官能团，经高温还原后仅残存部分含氧官能团。
石墨烯具有较高的比表面积(336．７ｍ２/g),其厚度在０.４～0.7 nm 之间,为1~2 层石墨烯。
20０4 年，英国曼切斯顿大学K S Novoselov 和A ＫGeｉm 等人,在实验中通过胶带反复剥离石墨片发现了只有1 个原子厚度单晶石墨膜——石墨烯。
石墨烯材料具有理论高比表面积（２600 m2/ｇ) 以及奇特的电性能（15000cm2/(Ｖ·ｓ））、导热性能（３00０ W/(m·K）)、拉伸模量(１.01 TPa）、极限强度(116 GＰａ) 和光学性质,引起了科学家的广泛关注。
目前,石墨烯的制备方法主要分为化学法和物理法。
化学法包括热膨胀剥离法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、电化学法、石墨插层法等。
物理法包括机械剥离法、爆炸法、加热ＳiC 法、取向附生法。
石墨烯可通过膨胀石墨超声或者球磨制备，其片层厚度一般为３0～100 ｎm，难以得到单层石墨烯。
本实验首先采用Huｍmeｒｓ法制备氧化石墨，在１０５０℃高温热膨胀，并通过在水溶液中超声制备了１~2 层石墨烯。
鳞片石墨的用途
鳞片石墨的用途
鳞片石墨的用途：
1、作耐火材料：鳞片石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。
2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，鳞片石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。
3、作耐磨润滑材料：鳞片石墨在机械工业中常作为润滑剂。
润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。
许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。
4、鳞片石墨具有良好的化学稳定性。
经过特殊加工的
石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。
广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。
石墨烯
石墨烯的制备石墨烯的制备方法有四类：第一类为机械剥离法；第二类为化学剥离法，该方法是以氧化石墨烯为前驱体通过化学还原法和热还原法等方法得到石墨烯；第三类为化学合成法，有热溶剂合成法和有机物前驱体合成法两种；第四类为催化生成法，包括化学气相沉积法、外延生长法和金刚石高温转化法等。
此外还有石墨烯插层法、高温淬火法、碳管剪切法、火焰法、电化学法等。
机械剥离法机械剥离法是最简单直接的方法，采用离子束对物质表面刻蚀，并通过机械力，（如透明胶带的黏力)对物质表面进行剥离制备石墨烯。
此种方法的尺寸可达100μm,制备高质量石墨烯，但是产率低成本很高。
石墨烯插层法以天然鳞片石墨为原料，在石墨的层与层之间插入一些非碳质的原子、分子、离子或原子团后形成一种新的层状化合物。
这种方法先要对石墨进行功能化（不太明白功能化是什么意思），通过插层使石墨烯的层间距加大，范德华力减弱，从而达到剥离的目的。
化学剥离法将石墨烯和强酸，强氧化性物质反应生成氧化石墨，经过超声分散制成氧化石墨烯，加入还原剂去除氧化石墨烯表面的含氧基因。
此方法是实验室制备石墨烯最简便的方法。
主要有Staudenmaier法，Brodie 法及Hummers法现在经常用到主要是改进的Hummers法（此方法制备的石墨烯为1纳米）（1）氧化过程：取1 g高纯天然鳞片石墨、1 g 硝酸钠添加到50 ml 浓硫酸中，在冰浴中搅均匀的搅拌至墨绿色。
然后向其中缓慢加入6g 高锰酸钾，保持在30 ℃温度下加热搅拌一个小时。
向其中加入80 ml 去离子水，将水浴温度升高到90 ℃并继续加热半个小时。
反应完毕后加入200 ml 去离子水，并用注射器将6 ml 30% H2O2逐滴加入到反应溶液里，中和未反应完的高锰酸钾，此时溶液的颜色用黑褐色变成金黄色。
（2）后处理：将制备的金黄色溶液进行真空抽滤，并将抽滤好的滤饼重新溶解到去离子水中，然后搅拌直至氧化石墨重新溶解形成氧化石墨溶液，然后将其进行高速离心，并分别用水和乙醇进行洗涤，然后对其进行真空干燥即得到氧化石墨。
本国子目注释
本子目的小轿车装有点燃式往复式活塞内燃发动机，气缸容量（排气量）超过2500毫升，但不超过3000毫升。一般具有以下特征：
1.在驾驶员和前排乘客后面的空间具有供各人乘坐的固定座位，并带有安全装置（例如，座椅安全带或安装座位安全带的定位点和配件），或具有固定的定位点和配件，以备安装座椅和安全设备；这些座椅可以是固定的、折叠的或可从定位点移走的；
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4002.1916
充油溶聚丁苯橡胶
子目4002.1916充油溶聚丁苯橡胶，是溶聚丁苯橡胶聚合终止后于凝聚前充入一定量的油品，然后经共凝聚而得（子目4002.1914充油热塑丁苯橡胶除外）。所用油为芳烃油、高芳烃油或环烷烃油。充油的目的在于取代聚合物中的低分子量级成分。
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4403.9930
红木
将原本国子目注释的商品描述修改为：
子目4403.9930红木，是当前国内家具用材约定俗成的名称，归为紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、红酸枝木、乌木、条纹乌木和鸡翅木8类，隶属于紫檀属、黄檀属、柿属、崖豆属及铁刀木属。红木的密度、结构和材色必须符合国家标准规定的必备条件。
本子目所列红木不包括《税则》第四十四章子目注释二所列的热带木。
5
4002.1912
充油丁苯橡胶（溶聚的除外）
将原本国子目注释的商品描述修改为：
子目4002.1912充油丁苯橡胶（溶聚的除外），是乳聚丁苯橡胶聚合终止后于凝聚前充入一定量的油品，然后经共凝聚而得。所用油为芳烃油、高芳烃油或环烷烃油。充油的目的在于取代聚合物中的低分子量级成分。
按照国际合成橡胶生产者协会（IISRP）的分类，可归入本子目的是1200（高温乳聚充油丁苯橡胶）和1700系列（低温乳聚充油丁苯橡胶）。具体工艺为：采用低温乳聚方法先合成聚合度较高的丁苯胶乳（干胶门尼值为115～135），脱除未反应单体后，按一定比例掺入乳状非挥发的填充油，再经无盐凝聚、脱水、干燥等过程制得成品胶。一般情况下，充油量可以是15、25、37.5和50份（以100份基础橡胶计），以37.5份最常见。
相变材料种类及优缺点比较综述
为了提高热导率，相变材料装在浅而大的盘状容器中；也可以将PCM装入有导热流体包围的小圆柱管中；或者是壳管换热器的壳中。
部分填充PCM的蜂窝结构，以及将PCM置于球状的塑料容器中（即相变胶囊），很好的解决了相变时体积变化导致泄漏、导热面积减小引起热阻增大的问题。
组合相变材料直接接触的换热器固—固相变材料水和盐与不溶流体的使用，扰动解决了PCM的过冷和相隔离的问题，而且微/纳胶囊较大的面积/体积比，使得导热率加强。
材料在固态、液态、气态中发生转变的过程叫做相变。
材料在相变过程中，会放热或者吸热，而物体会维持恒温。
而这种特性为我们热控制带来了福音。
相变材料是由多组分构成的,包括主储剂、相变点调整剂、防过剂、防相分离剂、相变促进相变材料的分类：按照其相变过程可分为固——固相变、固——液相变、固——气相变和液——气相变材料四种，目前应用较多的是固——液相变材料。
按照其化学组成可分为无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。
无机相变材料包括结晶水合盐（可逆性不好）、熔融盐、金属合金等无机物;有机相变材料包括石蜡、羧酸、酯、多元醇等有机物;混合相变材料主要是有机和无机共融相变材料的混合物。
（多种相变材料混合可以获得合适的相变温度）三种各自的特点存在的问题：过冷、相分离、相变时体积变化、腐蚀容器、液相泄露；有机相变材料熔点低，易燃、导热率低。
近年来出现的产品：为解决固液相变时泄露和腐蚀，产生了胶囊相变材料，为增加表面积/体积比，微/纳米胶囊相变材料及其应用；定型相变材料综合了是将相变材料与高分子材料复合，既避免固-固相变材料潜热低的问题，又回避了固——液相变材料液体泄露的问题；金属泡沫相变材料等相变材料,应满足的要求有:合乎需要的相变温度;足够大的相变潜热;性能稳定,可反复使用;相变时的膨胀收缩性小;导热性好,相变速度快;相变可逆性好,原料廉价易得等。
改善相变材料导热性能的办法是，在相变材料中加人金属、陶瓷材料和热解石墨等导热系数高的填料，填料通常有以下结构形式:粉末、纤维、肋片及蜂窝；利用2种或者3种相变温度不同的材料按相变温度高低顺序进行放置，可得到合适的相变温度点，同时加快导热速度。
鳞片石墨
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟鳞片石墨鳞片石墨：天然显晶质石墨，其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。
鳞片石墨是一种层状结构的天然固体润滑剂，资源丰富且价格便宜。
鳞片石墨结晶完整，片薄且韧性好，物化性能优异，具有良好的热传导性、导电性、抗热震性，耐腐蚀性等。
鳞片石墨品种，按含碳量的高低分类：如C%》99.9%为高纯石墨;94%《C% 小于99%为高碳石墨;80%《C%小于94%为中碳石墨;50%《C%小于80%为低碳石墨。
鳞片石墨广泛用于冶金工业的耐火材料、轻工业的铅笔芯、电池工艺的电极、化学工业的润滑密封材料等。
作为涂料的功能填料主要用于防腐涂料、防火涂料和导电涂料。
鳞片石墨广泛用于治金工业的高级耐火材料与涂料。
如镁碳砖、坩埚等。
军事工业火工材料安定剂、冶炼工业脱硫增速剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业的催化剂等。
鳞片石墨经过深入加工，又可以生产出石墨乳，用于润滑剂、脱模剂、拉丝剂、导电涂料等。
还可以生产膨胀石墨，用于柔性石墨制品原料，如柔性石墨密封件及柔性石墨复材料制品等。
鳞片石墨品种，按含碳量的高低分类：如含碳量在99.99-99.9%之间为高纯石墨;含碳量在99-94%之间为高碳石墨;含碳量在93-80%为中碳石墨;含碳量在75- 50%之间为低碳石墨。
按粒度大小分类时：当粒度小于w38 微粉石墨。
鳞片石墨的性能：鳞片结晶完整。
片薄且韧性好。
物理化学性能优异，具有良好的耐温性、自润滑性、热传导性、导电性、抗热震性、耐腐蚀性等性能。
石墨材料的主要性能
石墨材料的主要性能膨胀石墨，又称柔性石墨，是优质鳞片石墨经化学处理，高温瞬时膨胀改性而成。
可机械加工成各种密封制品。
它不仅保持天然石墨原有的优良的化学性能，而且增加了许多独特的机械性能，是一种适用范围广、密封能力强的理想密封材料。
主要性能介绍如下：一、物理、化学性能：1、密度：鳞片石墨的堆积密度为 1.08g/cm3,膨胀石墨堆积密度为0.002～0.005g/cm3,制品密度为0.8～1.8g/cm3。
所以膨胀石墨材料质量较轻又具可塑性；2、纯度：固定碳含量在98％左右，甚至可超过99％，足以满足原子能、宇航等工业部门在高纯度密封件要求；3、耐温：从理论上讲，膨胀石墨能承受－200C到3000C。
作为填料密封，可在－200C～800C安全使用。
具有低温不脆化、不老化，高温不软化、不变形、不分解的优异性能；4、耐腐蚀：具有化学惰性，除了强氧化剂如王水、硝酸、硫酸和卤素的一些特定温度外，能适应酸、碱、盐溶液、海水、蒸汽有机溶剂等大部分介质；5、优良的热传导性和较小的热膨胀系数，其参数接近通用密封装置对偶件材料的同一数量级，在高温、深冷和温度剧变的工况也能良好的密封；6、耐放射性：受中子射线、γ射线、α射线、β射线等长期照射而不发生明显变化；7、不渗透性：对气体和液体具有良好的不渗透性。
因为膨胀石墨的表面能很大，易形成一层极薄的气膜或液膜，阻止介质渗透；8、自润滑性：膨胀石墨仍保持六角形平面层状结构，外力作用下平面层之间易相对滑动而产生自润滑，有效防止轴或阀杆的磨损。
二、机械性能：1、柔软性：硬度很低，用普通的刀具可切割，并可任意卷绕、弯折；2、高可压缩性和回弹性：膨胀石墨制品，微观上仍有许多可压缩的封闭的小空隙，外力作用下可被压缩，同时，因小空隙中的空气产生张力而具回弹性。
膨胀石墨的特性、合成方法及在阻燃防火上的应用。
1 石墨及膨胀石墨特性石墨是一种天然层状无机材料，资源丰富且价格便宜。
我国作为石墨资源第一大国，产量和出口量均居世界第一位我国。
全国20个省(区)有石墨矿产出。
探明储量的矿区有91处，总保有储量矿物1.73亿吨，居世界第1位。
膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，经化学或电化处理而得到的一种石墨产品。
石墨具有层状结构，碱金属，卤素金属卤化物，强氧化性含氧酸，都可嵌入层间。
形成层间化合物，在受到200摄氏度以上高温时，由于吸留在层形点阵中化合物的分解，石墨层间化合物急剧分解、气化、膨胀（沿层间膨胀150～250倍）后，膨胀石墨便开始膨胀，并在1100摄氏度时达到最大体积。
最终体积可以达到初始时的280倍。
而制得密度极低（0.003～0.005g/cm3）的蠕虫状石墨，它是一种结构疏松、柔软、富有韧性的物质，故通常称它为柔性石墨。
膨胀石墨材料，是近三十年来发展起来的新型碳素材料，由美国联合碳化物公司在1963年首先申请专利并于1968年进行工业化生产。
由天然鳞片石墨制得的膨胀石墨材料，即保留了石墨的耐高温、耐腐蚀、能承受中子流、β射线、γ射线的长期辐照，磨擦系数低，自润滑性好，导电导热、并呈各向异性等性能，又具备天然石墨没有的：可弯曲、可压缩、有弹性、不渗透等新特点。
疏松多孔，富有弹性。
耐温范围宽在-200～3600℃之间。
在高温，高压或辐射条件下工作，不发生分解，变形或老化，化学性质稳定。
膨胀石墨可被广泛用作：抗辐射的内衬材料，高温下杂质扩散的栅栏材料，高温炉衬热屏蔽材料，高温防热震材料，导弹进入大气层的鼻锥材料，固体烯料火箭发动机喷嘴等等，其高科技附加值极高。
膨胀石墨受热膨胀，这一特性使得膨胀石墨可以在火灾发生时通过体积的瞬间增大将火焰窒息，从而达到阻燃防火之目的，还可用于冶金工业的保温及作消防的灭火剂。
图1 处理后鳞片石墨图2 膨胀后的石墨2 制备膨胀石墨的方法2.1 化学插层法将粒度在100目～160目之间的混合细鳞片石墨（含碳量在85～96%），置于按硫酸（浓度96%）：硝酸（浓度65%）＝5～7.5∶1配制的主酸化液中搅拌均匀，20～30分钟后加入高锰酸钾（用量为石墨量的6～7%），间歇搅拌20～30分钟后，加入三氯化铁（用量为石墨量的5～6%），间歇搅拌2～10小时，抽滤除去酸液，用水冲洗至PH=5～7，60℃真空干燥，即可制得膨胀石墨。
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这种材料具有耐热、耐辐射，密封和自润滑性，耐腐蚀性和各向异性等特点，可制成优异的导电、导热、隔热、保温等材料，也可以作为催化剂或催化剂载体。
综上所述，本研究不仅为制被性能各异的多种多功能碳材料提供了工艺路线，同时也为制备可回收利用催化剂、环境污染治理和导电复合材料奠定了理论与实验基础，因此具有较好的理论与应用价值。
关键词：多功能、碳材料、超声波原位、聚合、热膨胀、光催化降解吸附引言为深入开发和利用多功能碳材料，本研究主要做了1 / 16一下工作：1．进一步研究和探索了制备制备多功能碳材料的新工艺和新方法，主要涉及：将实验室制备与工业生产紧密地结合，成功地研究制备出完全拥有知识产权的不使用浓硝酸、稀硝酸等含硝基化合物的不含硫的、低温可膨胀的多功能碳材料的制备方法，并采用这些技术制备了多功能碳材料，它不仅满足了本的研究需要，还为大规模生产奠定了基础。
另外，制备了应用研究过程中需要的起始膨胀温度高的多功能碳材料，为生产市场需要的该种材料提供了技术。
更重要的是还用超声波技术建立了制备多功能碳材料的技术，它是继电化学法和化学氧化法之后，制备多功能碳材料的第三种技术，也是对生产多功能碳材料工艺路线的一次重要革新。
2．以鳞片石墨为原料，采用化学氧化法和超声波法制备多功能碳材料路线为基础，制备出膨胀石墨负载的含硫的和不含硫的纳米二氧化钛的复合物(Nano． Ti02／EGC)。
用x一衍射、扫描电镜和透射电镜对膨胀石墨负载的纳米二氧化钛复合材料进行了表征。
模拟研究了含硫的Nano． Ti02／EGC对甲基橙与农药污水的吸附和光催化降解作用，结果说明Nano． Ti02／EGC对甲基橙和多种农药的有良好的吸附作用和光催化降解功能。
实验还发现不同的膨化温度对纳米二氧化钛的晶形结构有影响，---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 硫含量对光催化降解甲基橙和农药也有影响。
3．建立了以多功能碳材料作为石墨固体膨胀剂，与苯胺单体原位聚合合成可膨胀聚苯胺／石墨固体膨胀剂复合物，然后进行热膨胀的原位聚合一热膨胀的技术。
用这种原位聚合一热膨胀技术，并且成功地合成了聚苯胺／膨胀石墨复合物。
X_衍射、扫描电镜和红外等手段表征显示聚苯胺／膨胀石墨复合物具有聚苯胺包覆在膨胀石墨上的结构，这种复合材料将聚苯胺的形貌改变成泡沫状，增强了其导电性能，降低了密度，它有望在航天及其它高科技领域得到应用。
一、多功能碳材料概述多功能碳材料(英文名字：Multifunction carbon materials，缩写成：MCM[11)是一种石墨层间化合物(Graphite intercalation compounds，缩写成：GIC)。
它的商品名称为可膨胀石墨(英文名字：Expandable graphite[2】 )。
在制备与生产MCM的过程中使用的原料是鳞片石墨(鳞片石墨来源于经过酸法或碱法加工处理后的石墨矿)。
1． 1石墨简介天然石墨矿可以被划分成两类：晶质(鳞片状)和隐晶质(土状)。
3 / 16晶质石墨晶体直径大于l岬，呈鳞片状，结晶程度较高，杂质含量较少；隐晶质石墨也称土状、无定型或微晶石墨，是由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体，石墨晶体直径小于llxm。
我们国家是石墨矿蕴藏量较为丰富的国家之一，其中大部分天然石墨矿为品质(鳞片状)石墨，大约占总储量的98％，主要分布在黑龙江、内蒙古、山东等地。
石墨具有耐高温、耐腐蚀，化学性质稳定的特殊性能，不溶于酸碱。
1． 2多功能碳材料多功能碳材料是一种石墨层间化合物(GIC)，它是Schaufartl于1841年发现的，当时Schaufartl在实验中发现鳞片石墨浸泡在硫酸中会发生变化，最后可以生成一种石墨层问化合物。
GIC至今已经有160多年的历史，并且GIC已经逐渐成为碳素材料科学的独立分支，并且成长为一门新兴的边缘学科. 鳞片石墨的层状结构十分典型，每一层片都是碳原子层，同一层内的碳原子除以SP2杂化轨道形成很强的共价键外，剩余的一个P轨道和一个电子还相瓦作用形成共轭体系(大Ⅱ 键)，碳原子层fnJ则以很弱的范德华力相联系。
显然这种结构有利于插河北人学理学博十学位论文入层化合物顺利进入碳原子层间，而不破坏碳原子层内的六角网状结构。
因此，鳞片石墨是制备插入层问化合物最好的基础材料。
GIC是否能形成通常采用阶数来衡量。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 若每层都插入一层其它分子、离子或化合物时，称之为一阶GIC，每隔一层插入一层离子、分子或化合物时，称为二阶GIC，以次类推，每隔n一1层插入一层称为n阶GIC。
当然GIC在很多情况下不是单一阶，而是混合阶共存的。
从矿物材料学角度分析，石墨层间化合物(GIC)是对鳞片石墨进行物理和化学处理后得到的产物。
并通过化学方法将异类分子、离子或化合物(如：碱金属、卤素、金属卤化物、强氧化性含氧酸、有机物等)插入到石墨层间而形成的分子水平上的复合材料。
这样做的结果除了可以保留鳞片石墨原有的物理和化学性能，如：耐蚀性、高润滑性等特性之外；还由于碳原子平面层与插入剂之间的电荷转移及其相互作用，具有一系列新的理化性能，如高导电性、超导性电池性能、催化特性和膨胀性能等。
1． 3多功能碳材料的热膨胀产物一膨胀石墨简介多功能碳材料(GIC)具有热膨胀的性质，利用这一性质GIC目前已经广泛地被用于生产(制备)膨胀石墨(Expanded graphite， or Exfoliated graphite， EG)。
GIC在高温快速加热时，鳞片石墨层问的离子、分子或化合物会被汽化和瞬间燃烧，同时也会在鳞片石墨层问形成高压产生一种膨胀力。
5 / 16在这种膨胀力的作用下，鳞片石墨层与层间的范德华力将会被克服。
鳞片石墨也将会沿C轴方向进行膨胀，膨胀体积将会增加数十倍到数百倍。
膨胀结束之后的鳞片石墨的形貌也将由鳞片状生长成蠕虫状，这样形貌的鳞片石墨称为膨胀石墨。
在微观上，膨胀石墨和天然鳞片石墨属于同一晶系，所以它具有许多与天然石墨类同的性质；在宏观上，膨胀石墨是一种柔软、疏松多孔的物质。
由于它是由天然鳞片石墨沿微晶C轴方向膨胀几十倍到几百倍得到的，因而在其表面及内部形成许多微小的孔，使得比表面积大为增加，所以它是一种很好的吸附材料。
比表面积为50200m2／g，孔径大小不均， 10． 1000nm数量级的一般属于过渡孔和大孔。
膨胀石墨具有四级孔结构一级孔结构为V形， (开放的孔)，二级孔结构为亚片层间柳叶形孔，三级孔结构为亚片层内多边形孔，四级孔为nlTl级的微细孔。
膨胀石墨结构的分级，对研究膨胀石墨液相吸附的行为和机理具有重要的作用。
液相吸附中，开放的第一级孔隙作用主要是膨胀石墨缠绕的形成，半闭合的第二级孔结构构成了内存储空间，第三四级起着选择性吸附的作用，尤其是对水溶液中的有机大分子。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 膨胀石墨具有以下特性：(1)耐热、耐辐射膨胀石墨的适用温度范围较宽。
在非氧化气氛下温度范围为． 240．1650℃，在空气中的适用温度为． 290。
450。
C。
若作为密封材料，因减少了与氧的接触，故使用温度可高达600℃；在水蒸气介质中的使用温度可高达650℃。
在低温条件下，膨胀石墨制品仍可保持压缩性和回弹性。
膨胀石墨的耐热特性使其在耐热度、抗氧化方面比石棉、橡胶更具优越性。
此外，膨胀石墨还能耐中子和Y射线的辐射，可在高放射性的条件下使用。
(2)密封性和自润滑性压制过的膨胀石墨密封制品，气孔是分散的、局部的，气孔间彼此不贯通，对气体和液体具有不能渗透性。
由于层问结合力较弱，在外力的作用下，层间易滑移，形成自润滑性。
(3)耐腐蚀性除少数的强氧化剂(硝酸、铬的溶液、氯酸、浓硫酸)外，膨胀石墨可长期接触酸、碱、盐及有机溶剂而不被腐蚀。
(4)弹性和柔软性膨胀石墨在加压成型时，空气被密封在空隙7 / 16中，因此产生弹性和柔软性。
一般说，用膨胀石墨压制的制品，在厚度方向具有15-’40％的弹性，弹性的大小与材质、密度和压力有关。
膨胀石墨的压缩率一般在15,----60％之间，其压缩率与初始密度、负荷有关。
(5)各向异性膨胀石墨与天然石墨的结构相同，其本身的各向异性使得其在导热、热膨胀、导电等方面的物理性质表现出各向异性。
利用膨胀石墨的各向异性，可制成优异的导电、导热、隔热、保温等材料。
1． 4多功能碳材料(GIC)的应用 1． 4． 1有机反应的催化剂多功能碳材料可以作为催化剂【141催化有机反应。
与其它催化剂催化有机反应相比，可膨胀石墨催化的突出特点是：反应物的物质的量比小，反应时间短，收率高，产品色泽好。
而且对设备无腐蚀，制备方法简便，反应过程中催化剂无耗损，经简单处理再生后可重复使用。
如：李冀辉、刘占荣和武戈等人采用化学氧化法制备出多功能碳材料，并将其作为催化剂，先后合成了乙酸苄酯【15】、季戊四醇双缩苯甲醛【16】、 --7,酸甘油酯1 71、乳酸证丁酯1 81。
周迎春等人将可膨胀石墨(C24+HS04． 2H2S04)用于酯化【19之---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 11，也取得了较高的产率。