[发明专利]一种膨胀石墨的制备方法

说明书

本发明涉及新材料领域，所述的一种膨胀石墨的制备方法，配置第一混合溶液，包括高锰酸钾、高氯酸和磷酸；在鳞片石墨中加入所述第一混合溶液，20℃～45℃搅拌反应15min～35min，得到第一混合体系；配置第二混合溶液，包括氯酸钠、高氯酸和硝酸；在所述第一混合体系中加入所述第二混合溶液，20℃～45℃搅拌反应5min～15min，得到第二混合体系；将所述第二混合体系过滤取固体，并洗涤至洗液为中性，得到初产物；将所述初产物置于850℃～1000℃环境中灼烧至体积不再变化，得到所述膨胀石墨。所述的膨胀石墨的制备方法，不但使得石墨氧化更彻底、插层效率更高，制备的膨胀石墨的膨胀倍率可达500ml/g～700ml/g；而且步骤简单、能够实现连续反应、生产周期短，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种膨胀石墨的制备方法。

背景技术

膨胀石墨作为制造柔性石墨的中间产品，是由天然鳞片石墨经氧化、酸化插层、水洗、干燥、高温处理而得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，又名石墨蠕虫。

膨胀石墨不仅具有天然石墨本身的耐热、耐蚀、导电、导热、自润滑性等优良特性，还具有天然石墨不具备的轻质、柔软、可压缩、可回弹等性能，因此，在密封领域，膨胀石墨材料具有比石棉、橡胶等材料更优异的性能和用途。

用膨胀石墨制成的各种带、板、片材已广泛用作石油、化工、电力、冶金、机械、宇航、核工业等行业领域。例如，用膨胀石墨制成的柔性石墨制品被誉为世界“密封之王”在机械密封领域具有极其重要的地位；膨胀石墨在环保领域可作为吸油材料，用于废油回收以及废水治理中的微生物载体；由膨胀石墨制备的石墨散热板成为取代铜、铝等传统金属材料的新一代散热基材。此外，膨胀石墨还可用作医疗敷料、催化剂、固定化载体及固体电解液等。

现有技术中，膨胀石墨的制备方法主要有电化学法和化学氧化插层法两种，其中，化学氧化插层法是工业上应用比较广泛和比较成熟的方法。传统的化学氧化插层法制备膨胀石墨的方法，一般以浓硫酸为插层剂，Cl₂、重铬酸盐、H₂O₂、HNO₃等为氧化剂的反应体系。然而，很难连续反应、生产周期较长，难以实现石墨的连续性生产。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有膨胀石墨生产周期长、难以实现石墨的连续性生产的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种膨胀石墨的制备方法，包括如下步骤：

配置第一混合溶液，包括高锰酸钾、高氯酸和磷酸；

在鳞片石墨中加入所述第一混合溶液，20℃～45℃搅拌反应15min～35min，得到第一混合体系；

配置第二混合溶液，包括氯酸钠、高氯酸和硝酸；

在所述第一混合体系中加入所述第二混合溶液，20℃～45℃搅拌反应5min～15min，得到第二混合体系；

将所述第二混合体系过滤取固体，并洗涤至洗液为中性，得到初产物；

将所述初产物置于850℃～1000℃环境中灼烧至体积不再变化，得到所述膨胀石墨。

可选地，所述第一混合体系制备步骤中，所述鳞片石墨、所述高锰酸钾、所述高氯酸和所述磷酸的比例为(2～4)g：(0～2)g：(1～6)mL：(0～2)mL。

可选地，所述第二混合溶液中所述氯酸钠、所述高氯酸和所述硝酸的比例为(0～2)g：(1～6)mL：(0～2)mL；所述第二混合溶液与所述第一混合溶液的比例为1:2～5:6。

可选地，还包括：将所述第一混合体系进行第一次超声震荡5min～10min的步骤，超声功率为500w～800w。