辅助插层剂乙酸对微波法制备膨胀石墨的影响

作者：陈  伟  贾献峰    单位：唐山师范学院 化学系，唐山市绿色专用化学品重点实验室

关键词：膨胀石墨；辅助插层剂；微观结构；微波法

摘  要：以天然鳞片石墨为原料， KMnO4 为氧化剂， HNO3 为主插层剂， CH3COOH 为辅助插层剂，采用微波法制备膨胀石墨，利用扫描电镜（ SEM）进行微观形貌分析。考察辅助插层剂乙酸对膨胀效果的影响，探究膨胀石墨的最佳制备条件。结果表明，辅助插层剂乙酸对膨胀体积影响显著， EG3（ HNO3+CH3COOH 混酸作插层剂）的膨胀体积是 EG2（ HNO3 作插层剂）的 2 倍；当石墨、 KMnO4、 CH3COOH 与 HNO3 用量比为1 g∶ 0.4 g∶ 6.5 mL∶ 13 mL 时，在 40 ℃下插层反应 40 min，膨胀 40 s 后，膨胀石墨的膨胀体积最大，为 121.88 mL/g。由 SEM 分析可知，天然鳞片 石墨为层片结构，插层后结构变化不明显；对比 3 种插层剂体系可知， EG3 蠕虫结构明显，均匀性良好，孔隙结构发达；说明硝酸作为主插层剂，乙酸作为辅助插层剂，能有效改善膨胀效果，使膨胀体积明显提高。