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大家知道什么是膨脹石墨嗎？膨脹石墨是由天然鱗片石墨制得的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì),因此又叫作石墨蠕蟲。
天然鱗片石墨是具有層狀結(jié)構(gòu)的晶體,每一層的碳原子以強(qiáng)有力的共價(jià)健組合成網(wǎng)狀平面大分子,而層與層之間以很弱的范德華力結(jié)合,在強(qiáng)氧化劑的作用下,網(wǎng)狀平面大分子變成帶有正電荷的平面大分子,致使具有極性的H2SO4分子和硫酸氫根等負(fù)離子插入石墨層中形成可膨脹石墨。由于在膨化過程中形成了獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)孔系,比表面積較大,并且所產(chǎn)生新鮮表面的活性較高,所以具有很好的吸附性等特殊性能,應(yīng)用范圍十分廣泛。
1、膨脹石墨結(jié)構(gòu)
石墨層與層之間的相對(duì)位置有兩種形式,形成了石墨的兩種晶體結(jié)構(gòu)：六方晶系結(jié)構(gòu)和菱面晶系結(jié)構(gòu)。膨脹石墨雖然在插層膨化后其宏觀及微觀形貌發(fā)生了很大變化,沿c軸方向裂開成許多膨脹的單元段,但其基本的晶體結(jié)構(gòu)仍由許多石墨微晶所組成。微晶層面間距與天然石墨接近,平均厚度為100層,板塊之間的距離約幾百個(gè)埃。膨脹石墨最基本的晶體結(jié)構(gòu)還是六方晶系結(jié)構(gòu)和菱面晶系結(jié)構(gòu)。
2、膨脹石墨性能
①柔軟、輕質(zhì)、多孔、吸附性能好。由于膨脹石墨孔隙發(fā)達(dá)而且多以中大孔為主,所以易吸附大分子物質(zhì),尤其是非極性大分子；②耐氧化、耐腐蝕。在小于450℃空氣中不氧化;除王水、濃硝酸、發(fā)煙硫酸
和高溫下的重鉻酸鉀、高錳酸鹽等少數(shù)幾個(gè)強(qiáng)氧化劑外,幾乎能抗所有的化學(xué)介質(zhì)的腐蝕；③耐輻射。能承受中子射線、β射線、γ射線等放射性射線的長(zhǎng)期照射而不分解、不變形、不老化；④膨脹石墨還具有導(dǎo)電導(dǎo)熱性、自潤(rùn)滑性好,不滲透性,耐高、低溫,可撓性、回彈性優(yōu)良等性質(zhì)。
3、膨脹石墨應(yīng)用
3.1環(huán)保領(lǐng)域
膨脹石墨有疏水性和親油性,可以在水中有選擇性地除去非水性的溶液,如從海上、河流、湖泊中除去浮油。膨脹石墨在吸油時(shí)能形成一定的纏繞空間,可儲(chǔ)存遠(yuǎn)大于其總孔容的油類物質(zhì).吸附大量油后可集結(jié)成塊,浮在液面,便于收集,并可再生處理,循環(huán)使用。
3.2密封材料
膨脹石墨可后處理成柔性石墨作為密封材料使用。與傳統(tǒng)密封材料(如石棉、橡膠、纖維素及其復(fù)合材料)相比,柔性石墨可用溫度范圍較寬,在空氣中可用范圍在-200℃~450℃ ,在真空或還原性氣氛中可到3000℃ ,且熱膨脹系數(shù)小,在低溫下不發(fā)脆、不炸裂,在高溫下不軟化、不蠕變,因而被冠以“密封王”的美譽(yù),目前已廣泛應(yīng)用于石油化工、機(jī)械、冶金、原子能等行業(yè)。
3.3生物醫(yī)學(xué)
膨脹石墨有良好的生物相容性、無毒、無味、無副作用等特點(diǎn),是一類非常重要的生物醫(yī)學(xué)材料?；趦?yōu)良的吸附引流性能、透氣透水性能、與創(chuàng)面較小的粘連性能、不染黑創(chuàng)面的性能和對(duì)多種細(xì)菌的吸附抑制性能,膨脹石墨復(fù)合材料可作為性能優(yōu)良的創(chuàng)面外用敷料,可以替代常規(guī)的紗布敷料,用于燒傷等創(chuàng)面效果很好。
3.4高能材料電池
在可充鋅錳電池的鋅陽極中添加膨脹石墨可以減小鋅陽極充電時(shí)的極化,增強(qiáng)電極及電解液導(dǎo)電性，抑制枝晶形成,并能提供良好的成型特性,抑制陽極溶解和變形,延長(zhǎng)電池壽命。
3.5防火材料
國(guó)外已于機(jī)艙座椅的夾層中添加部分可膨脹石墨,或?qū)⑵渲瞥煞阑鹈芊鈼l、防火堵料、阻火圈等,一旦起火迅速膨脹,堵塞火災(zāi)蔓延通道,達(dá)到滅火目的。
3.6其他應(yīng)用
膨脹石墨板材具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,電熱轉(zhuǎn)換率97%以上,且能產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線,是一種新型發(fā)熱材料。膨脹石墨粉碎成微粉,對(duì)紅外波有很強(qiáng)的散射吸收特性,是很好的紅外屏蔽(隱身)材料。將可膨脹石墨制成煙火藥,瞬間爆炸形成膨脹石墨并分散在預(yù)定空域形成氣溶膠干擾云團(tuán)煙幕劑。此外,膨脹石墨還可用作隔熱保溫、隔音材料、電磁屏蔽元件、催化材料。
以上是關(guān)于膨脹石墨是什么的介紹。
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