石家莊可膨脹石墨廠家
發(fā)布時間：2022-01-13 01:39:39
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石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫(yī)學和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認為是一種未來革命性的材料。石墨烯是碳的許多其他異形體的基本結(jié)構(gòu)元素，如石墨、鉆石、碳、碳納米管和富勒烯。石墨烯對于各種各樣的領(lǐng)域來說都是革命性的。石墨烯是已知強度比較高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/mK，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)比較高的碳材料，高于單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。
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可膨脹石墨孔徑范圍廣，總孔容大，吸附力強，可降低EPS的導(dǎo)熱系數(shù)，起到保溫的作用。可膨脹石墨具有良好的吸熱作用，不燃燒，在保溫層中可以起到良好的阻燃效果。此外，雜質(zhì)也將石墨的層狀結(jié)構(gòu)變得紊亂和不完整，使化學物質(zhì)分散到層間的速度和深度受到障礙和限制，不能在深層形成較多的層間化合物，降低了可膨脹石墨的膨脹體積?？膳蛎浭锩婊煊碗s質(zhì)，那么這些雜質(zhì)將會給可膨脹石墨帶來哪些影響呢？雜質(zhì)有利的是對可膨脹石墨的性質(zhì)有利。與石墨礦共生的雜質(zhì)元素，在酸處理和清洗階段很容易被清除，嵌入可膨脹石墨層中間或形成層間化合物的雜質(zhì)元素部分在高溫膨脹過程中分解、揮發(fā)或升華，殘留下來大約有0.5%是氧化物和硅酸鹽。但是，另一些元素是在生產(chǎn)過程中由酸和水引入的。
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機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結(jié)構(gòu)。氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，制得氧化石墨。然后將反應(yīng)物進行水洗，并對洗凈后的固體進行低溫干燥，制得氧化石墨粉體。取向附生法是利用生長基質(zhì)原子結(jié)構(gòu)“種”出石墨烯，首先讓碳原子在1150℃下滲入釕，然后冷卻，冷卻到850℃后，之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面，終鏡片形狀的單層的碳原子會長成完整的一層石墨烯。
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石墨烯令人難以置信的物理特性實際上在各種思想實驗中被應(yīng)用。如果它能在至少一米長的線程中被制造出來，一些科學家相信這些石墨烯可以被編織在一起，從而使它既足夠堅固又足夠柔韌，可以成為太空電梯的支柱。這種單一的柔性，編織的碳將從地球表面延伸到地球同步軌道之外。石墨烯是一種由碳原子經(jīng)SP2電子雜化軌道形成的，是碳元素的一種同素異形體，是碳原子六邊形結(jié)構(gòu)組成的二維單層石墨層材料。它可以翹曲成零維的富勒烯，卷成一堆碳納米管或者堆垛成三維石墨，它是眾多碳質(zhì)材料的比較基本單元。
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可膨脹石墨比較先由德國人Schaufautl發(fā)現(xiàn)，1841年，Schaufautl將天然石墨浸泡在濃HNO3和濃H2SO4的混合液中，數(shù)小時后取出烘干，發(fā)現(xiàn)石墨發(fā)生了膨脹現(xiàn)象。可膨脹石墨在高溫下受熱可迅速膨脹，膨脹倍數(shù)高達數(shù)十倍到數(shù)百倍甚至上千倍，膨脹后石墨的表觀容積達250～300mL/g或更大，膨脹后的石墨呈現(xiàn)蠕蟲狀，大小在零點幾毫米到幾毫米之間，在內(nèi)部具有大量獨特的網(wǎng)絡(luò)狀微孔結(jié)構(gòu)，被稱為膨脹石墨或石墨蠕蟲。膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良性能外，還具有天然石墨所沒有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性、生物相容性、耐輻射性等特性。