超大体积可膨胀石墨的制备及其催化性能的研究论文.pdf

河北师范大学
硕士学位论文
超大体积可膨胀石墨的制备及其催化性能的研究
姓名:吴雪艳
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:李冀辉
20050520
摘要翰目可膨胀石墨是一种非常重要的功能材料,可被用于密封、环保、阻燃、医疗、有机反应等领域。其制备方法,主要采用电化学法和化学氧化法。由于电化学法制备的产品性能不稳定,年代以来,人们开始采用化学氧化法。化学氧化法制各可膨胀石墨的传统方法制备出的可膨胀石墨含硫量高。因为可膨胀石墨在工业上主要被用作密封材料被广泛用在核电站、航空、石油工业等高科技领域,这样,其作为高级密封材料时,常腐蚀与其接触的金属材料,造成密封失效。所以含硫量是一项很重要的指标.,同时较大的膨胀体积也是工业生产所需要的。可膨胀石墨在催化有机反应方面的报道虽少,但经初步实验,发现其催化性能优良。我们的工作是改用有机介质逐步替换浓硫酸,在某些氧化剂的作用下制各出大膨胀体积,低硫含量的可膨胀石墨产品,使其符合工业生产需要。并对其催化性能进行初步研究。主要工作包括:钥膳蛘褪ǖ暮铣煞椒ń辛烁慕铣闪顺笈蛘吞寤目膳蛘褪墨,找到了最佳反应条件,对产品的各项指标进行测定。圆方斜碚鳎教至撕铣苫怼蒙鲜龊铣煞椒ê铣傻目膳蛘褪4呋粒呋侨┧鹾戏从铣闪诵烯醛和苯亚甲基苯乙酮等不饱和醛。圆锓直鹩酶哐挂合嗌住⒁约霸K胤治觯运堑慕峁菇行表征。源呋恋拇呋阅芗盎斫刑教帧关键词:可膨胀石墨合成催化
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,根据结晶形态不同可分为品质石墨和隐晶质石墨两大类。品质石墨有两种:致密结晶状石墨和鳞片石墨,其中鳞片石墨结晶较好,晶体粒径大于В话阄.~,大的可达多成集合体,可浮性好、润滑性好,最有应用价值;隐晶石墨又称土状石墨或非品质石墨,晶体直径小于石墨具有如下一些性质耐高温,在还原气氛下,℃时不熔化。热震性良好,当温度急冷急热变化时,由于其热膨胀系数小,体积变化小,不会产生裂纹。导热和导电性能良好,其导热性超过钢、铁、铅等并且随着温度的升高,其导热系数降低,其导电性比不锈钢高约丁摩擦系数小,其摩擦系数小于,鳞片愈大,摩擦系数愈小。化学稳定性良好,在常温下,天然石墨耐酸碱和有机溶剂的腐蚀,但其抗氧化性差,婵J佳趸虼耍烊皇ḿ捌渲破凡灰嗽谘趸罩惺褂谩由于石墨有以上的特殊性能,因此它在冶金、机械、电子、军工、国防、航天等领域得到了广泛的应用”’,小到铅笔芯,大到原子弹爆炸、人造卫星上天,都离不开石墨,我国第一颗原子弹的爆炸成功就使用了南墅石墨矿生产的石墨。在冶金工业中,石墨可用于制造石墨坩埚和用作钢锭的保护剂,以及冶炼炉内衬的镁碳耐火材料等。在电器工业中,石墨被用作电极、电棒、电刷、碳管以及电视机显像管的涂料导电材料等。耐腐蚀材料,用作器皿、管道和设备,可耐各种腐蚀性的气体和液体的腐蚀。
⋯种天然非金属矿物,六方晶系结构,而且它具有典型的层状结构,层与层之问以相对较弱的范德化力结合,其晶格参数为.,.所以人们可以用物理或化学方法将其它异类粒子如原孑,分子,离子甚至原子团插入到晶体石墨的层问,生成一种新的层状化合物,这种材料被称为石墨层问化合物。,简称其峁辜糽Ⅲ。——:石墨分子平面层⋯一:嵌入勃。.×簊指数石墨嵌入化台翦嵩际疽馔不同种类的插入物将导致不同的插层结构,使其既不同于母体石墨,也不同于客体材料,而赋予了石墨层间化合物独特的物理化学性能,如高导电性。⒊继性。“、电池性能“⒋呋匦耘尽⑴蛘停和聊堋⑵帘涡阅苣等。从年首次发现螅壳胺⑾值腉己达到余种,按插入剂客体类型来分型和研型,其中椭饕0ḿ罱鹗鬉、碱土金属过渡金属篴椭饕0˙、高氧化态过渡态化合物一篢奥被等。按石墨层问插入剂种类的多少可分为二元、三元化合物。按插入剂之间及石墨碳原子层的键合方式,又可分为离子键型”⒐布奂汀啊混合键型及分子键型啊啊合成姆椒ā薄庇兴移喾ā⒐烫寤旌戏ā⒁合喾ā⒌缁Хḿ肮化学法等。匿
可膨胀石墨研究概况“帕“保闹掷嗨涠啵渲凶钣泄ひ道眉壑档氖强膳蛘褪ā天然鳞片石墨经化学或电化学插层处理、水洗和干燥后成为一种可以在高温下膨账的石墨,这种产品驯做可膨胀石墨。可膨胀石墨在高温迅速受热时,由于层间插入物受热汽化产生的膨胀力可以克服层问结合的分子问力,所以石墨晶片沿岱较蚺蛘土耸兜绞俦叮化后的石墨呈蠕虫状,在形态上具有大量独特的网络微孔结构,因此也被称为膨胀石墨或石墨蠕虫”“。可膨胀石墨是一种利用价值极广的功能材料,自从昝拦:咸蓟司紫妊兄瞥鋈嵝允以可膨胀石墨为原料制成的一种材料岳矗对于膨胀石墨、柔性石墨及其制品的研究得到飞速的发展。以密封性能为例:几乎所有的密封材料中使用的石棉制品,都可用柔性石墨