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膨胀石墨的研制,合格作品 字数26919个字摘 要膨胀石墨是采用石墨为原料与其他无机、有机物人工制备的一类新型功能材料，由于以往国内生产的膨胀石墨采用浓硫酸做插层剂，导致残余硫份过多，污染环境，因此人们尝试选用不同的插层剂，所合成的产品具有不同特性。国际普遍选用高纯度的石墨作为原料，考虑到国内进行石墨提纯成本较高，因此本文选用低纯度石...
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内容介绍
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合格作品 字数26919个字
摘 要
膨胀石墨是采用石墨为原料与其他无机、有机物人工制备的一类新型功能材料，由于以往国内生产的膨胀石墨采用浓硫酸做插层剂，导致残余硫份过多，污染环境，因此人们尝试选用不同的插层剂，所合成的产品具有不同特性。
国际普遍选用高纯度的石墨作为原料，考虑到国内进行石墨提纯成本较高，因此本文选用低纯度石墨为原料进行研究，并成功制备出高倍数膨胀石墨。
实验采用硝酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，非高纯石墨为原料植被膨胀石墨硝酸用量、高锰酸钾用量、反应温度、时间等不同因素对制备可膨胀石墨的膨胀体积的影响。采用正交实验分析,并确定最佳反应物料配比为：石墨(g)：高锰酸钾(g)：浓硝酸(ml)=2：1：48；所得膨胀石墨的膨胀倍数可达到220倍。
采用磷酸、硼酸对可膨胀石墨进行二次插层，氧化性得到了明显提升。
关键词：可膨胀石墨；无硫；抗氧化性
Abstract
Expandable graphite is used as graphite raw material with other inorganic , organic made a new type of complex functional materials. due to the expansion of domestic production in the past used concentrated sulfuric acid, resulting in ash content and pollute the environment So people try to use different intercalation agent, the synthetic products with different characteristics.
In the international it is most used high purity graphite as raw material, Purification of graphite has an Immature technology in China, so we used low-purity graphite as the raw material and prepared the high-times expanded graphite successfully.
Experiments with nitric acid intercalation agent, potassium permanganate as oxidant, low-purity graphite as raw materials in the original sulfuric acid method, based on process improvement, experiments discussed nitrate amount, potassium permanganate, reaction temperature and time Preparation of various factors on the expansion of expandable graphite volume. Experimental analysis is used for examination and determine the optimum ratio of materials: graphite (g): potassium permanganate (g): concentrated nitric acid (ml) = 2:1:48; the volume expansion of expandable graphite can be reached 220ml/g.
With phosphoric acid, boric acid for a second expandable graphite intercalation，the antioxidant property is much higher.
Key words: Expandable Graphite; sulfur-free; oxidation resistance
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 可膨胀石墨综述 1
1.1 石墨的结构和性质 1
1.1.1 石墨的结构 1
1.1.2 石墨的性质 2
1.1.3 膨胀石墨的性质 3
1.2 石墨层间化合物 4
1.2.1 石墨层间化合物的阶梯（state）结构 5
1.2.2 GIC合成机理 6
1.3 可膨胀石墨的制备 8
1.4 膨胀石墨的应用 10
1.4.1 医学领域 10
1.4.2 密封材料 10
1.4.3 电池中的应用 10
1.4.4 阻燃材料 11
1.4.5 吸附材料 11
1.4.6 高效催化剂 12
1.4.7 其他应用 12
1.4.8 膨胀石墨的发展 12
1.5 本文研究的目的、意义、和主要内容 13
1.5.1本课题研究的目的及意义 13
1.5.2 本文研究内容 14
第二章 实验部分 15
2.1 实验主要原料 15
2.2 实验用主要仪器设备 15
2.3 膨胀石墨的制备方法及流程 16
第三章 可膨胀石墨的制备 19
3.1 单因素实验讨论最佳工艺条件的选择 19
3.1.1 高锰酸钾用量的影响 19
3.1.2 硝酸用量的影响 20
3.1.3 反应温度的影响 21
3.1.4 反应时间的影响 22
3.1.5 双氧水用量的影响 22
3.1.6 干燥时间的影响 23
3.1.7 干燥温度的影响 24
3.1.8 膨胀温度的影响 25
3.2正交实验确定反应物料最佳配比及工艺参数 26
第四章 可膨胀石墨的二次插层 29
4.1 二次插层可膨胀石墨的工艺 29
4.2 抗氧化性实验 29
4.3 实验结果及分析 29
4.3.1 抗氧化剂对膨胀体积的影响 29
4.3.2 抗氧化性的评价 30
4.3.3磷酸作为二次插层剂的机理 31
4.4 产品的表征及质量的评定 32
4.4.1 产品的表征 32
4.4.2 样品的指标评价 33
4.4.3 样品的固定碳含量及硫含量的测定 35
4.4.4 产品的指标评价结果 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
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摘 要
膨胀石墨是采用石墨为原料与其他无机、有机物人工制备的一类新型功能材料，由于以往国内生产的膨胀石墨采用浓硫酸做插层剂，导致残余硫份过多，污染环境，因此人们尝试选用不同的插层剂，所合成的产品具有不同特性。
国际普遍选用高纯度的石墨作为原料，考虑到国内进行石墨提纯成本较高，因此本文选用低纯度石墨为原料进行研究，并成功制备出高倍数膨胀石墨。
实验采用硝酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，非高纯石墨为原料植被膨胀石墨硝酸用量、高锰酸钾用量、反应温度、时间等不同因素对制备可膨胀石墨的膨胀体积的影响。采用正交实验分析,并确定最佳反应物料配比为：石墨(g)：高锰酸钾(g)：浓硝酸(ml)=2：1：48；所得膨胀石墨的膨胀倍数可达到220倍。
采用磷酸、硼酸对可膨胀石墨进行二次插层，氧化性得到了明显提升。
关键词：可膨胀石墨；无硫；抗氧化性
Abstract
Expandable graphite is used as graphite raw material with other inorganic , organic made a new type of complex functional materials. due to the expansion of domestic production in the past used concentrated sulfuric acid, resulting in ash content and pollute the environment So people try to use different intercalation agent, the synthetic products with different characteristics.
In the international it is most used high purity graphite as raw material, Purification of graphite has an Immature technology in China, so we used low-purity graphite as the raw material and prepared the high-times expanded graphite successfully.
Experiments with nitric acid intercalation agent, potassium permanganate as oxidant, low-purity graphite as raw materials in the original sulfuric acid method, based on process improvement, experiments discussed nitrate amount, potassium permanganate, reaction temperature and time Preparation of various factors on the expansion of expandable graphite volume. Experimental analysis is used for examination and determine the optimum ratio of materials: graphite (g): potassium permanganate (g): concentrated nitric acid (ml) = 2:1:48; the volume expansion of expandable graphite can be reached 220ml/g.
With phosphoric acid, boric acid for a second expandable graphite intercalation，the antioxidant property is much higher.
Key words: Expandable Graphite; sulfur-free; oxidation resistance
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 可膨胀石墨综述 1
1.1 石墨的结构和性质 1
1.1.1 石墨的结构 1
1.1.2 石墨的性质 2
1.1.3 膨胀石墨的性质 3
1.2 石墨层间化合物 4
1.2.1 石墨层间化合物的阶梯（state）结构 5
1.2.2 GIC合成机理 6
1.3 可膨胀石墨的制备 8
1.4 膨胀石墨的应用 10
1.4.1 医学领域 10
1.4.2 密封材料 10
1.4.3 电池中的应用 10
1.4.4 阻燃材料 11
1.4.5 吸附材料 11
1.4.6 高效催化剂 12
1.4.7 其他应用 12
1.4.8 膨胀石墨的发展 12
1.5 本文研究的目的、意义、和主要内容 13
1.5.1本课题研究的目的及意义 13
1.5.2 本文研究内容 14
第二章 实验部分 15
2.1 实验主要原料 15
2.2 实验用主要仪器设备 15
2.3 膨胀石墨的制备方法及流程 16
第三章 可膨胀石墨的制备 19
3.1 单因素实验讨论最佳工艺条件的选择 19
3.1.1 高锰酸钾用量的影响 19
3.1.2 硝酸用量的影响 20
3.1.3 反应温度的影响 21
3.1.4 反应时间的影响 22
3.1.5 双氧水用量的影响 22
3.1.6 干燥时间的影响 23
3.1.7 干燥温度的影响 24
3.1.8 膨胀温度的影响 25
3.2正交实验确定反应物料最佳配比及工艺参数 26
第四章 可膨胀石墨的二次插层 29
4.1 二次插层可膨胀石墨的工艺 29
4.2 抗氧化性实验 29
4.3 实验结果及分析 29
4.3.1 抗氧化剂对膨胀体积的影响 29
4.3.2 抗氧化性的评价 30
4.3.3磷酸作为二次插层剂的机理 31
4.4 产品的表征及质量的评定 32
4.4.1 产品的表征 32
4.4.2 样品的指标评价 33
4.4.3 样品的固定碳含量及硫含量的测定 35
4.4.4 产品的指标评价结果 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
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