石墨基炭材料的制备及其性能

作者：李翔宇; 李学琴; 李阿良; 段喜鑫; 雷廷宙; 时君友^*

来源：北华大学学报(自然科学版), 2019, 20(05): 572-579.

• 石墨
• 化学氧化法
• 不同氧化插层体系
• 石墨基炭材料

以天然鳞片石墨为原料,高锰酸钾(KMnO4)、浓硫酸(H2SO4)、过氧化氢(H2O2)、乙酸(CH3COOH)为氧化插层体系,采用化学氧化法制备石墨基炭材料.采用7因素3水平正交试验L18(37)研究不同氧化插层体系配比对石墨基炭材料膨胀体积的影响;通过拉曼光谱(RSM)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)表征石墨基炭材料的性能.结果表明:当氧化插层体系配比为m(KMnO4(g))∶V(H2SO4(mL))∶V(H2O2(mL))∶V (CH3COOH(mL))=1∶10∶2∶2时,在40℃恒温水浴下搅拌60 min,80℃下干燥4 h制备得到可膨胀石墨;然后,在700℃下高温膨胀得到石墨基炭材料.在该条件下得到的石墨基炭材料的最大膨胀体积为230 mL/g.经氧化处理过的石墨高温膨胀后石墨层结构发生了明显变化,无序度增加,结晶度减小;石墨基炭材料的外观蓬松,呈卷曲状,层间孔隙大小明显;最大吸附量可达到75.9 cm2/g,具有较好的吸附性能;最大孔隙结构直径为369.10nm,具有发达的孔隙结构.本研究成果可为石墨基炭材料的制备提供方法和应用依据.

• 单位
  河南省科学院; 北华大学