膨胀石墨是什么材料 膨胀石墨制备方法有哪些

一、膨胀石墨是什么材料

膨胀石墨是一种新型功能性碳素材料，是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，其不仅具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。

膨胀石墨之所以叫这个名字，是因为它遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。

二、膨胀石墨制备方法有哪些

膨胀石墨作为一种新型功能材料，具有很多特殊性能，可广泛应用于电极材料、石油化工、防火阻燃、吸油材料、环境保护、医用敷料、军用发烟剂及防静电涂料等领域，它的制备方法主要有以下七种：

1、化学氧化法

将天然鳞片石墨与适量的氧化剂和插层剂均匀混合，控制一定的温度，不断搅拌，经水洗、过滤、烘干即得到可膨胀石墨。化学氧化法以设备简单、操作方便、成本低等优点成为工业上应用相对较多和较成熟的方法。

2、电化学法

在恒定电流下，以插入物的水溶液为电解液，将石墨与金属材料（不锈钢材料、铂板、铅板、钛板等）构成复合阳极，在电解液中插入金属材料做阴极，构成闭合回路；或是将石墨悬浮在电解液中，在电解液中同时插入阴、阳极板，通过对两个电极通电的方法，进行阳极氧化。石墨的表面被氧化成碳正离子，同时在静电引力和浓度差扩散的共同作用下，酸根离子或其他极性插入剂离子嵌入石墨层间形成膨胀石墨。

3、混合液相法

将插入物质与石墨直接混合，在流动性惰性气体保护下或密封系统中进行加热反应制备可膨胀石墨。这种方法反应工艺简单，反应速度较快，适合大量生产，但形成的产物不稳定。

4、气相扩散法

将插层剂以气态形式与石墨发生接触发生插层反应，制备可膨胀石墨。一般将石墨和插入物分别置于耐热玻璃反应器两端，将其抽真空熔封，所以又名双室法。

5、爆炸法

利用石墨与膨胀剂如KClO4、Mg（ClO4）2•nH2O、Zn（NO3）2•nH2O等制得的烟火药或混合物，当其被加热时石墨会同时发生氧化和插层反应形成层间化合物，其再以“爆炸”式的方式进行膨化，从而得到膨胀石墨。

6、熔融法

将石墨与插层物质混合并加热制备膨胀石墨，这是一种可同时将两种或两种以上物质（必须能形成熔融盐体系）插入石墨层间的制备三元或多元GICs的方法，合成产物稳定性较好，但在反应过程中难以控制产物的阶结构与组成。

7、加压法

将石墨基体与碱土金属和稀土金属粉末混合，在加压条件下，反应生成膨胀石墨。