發(fā)布時間：2017-08-06 22:18

  本文關鍵詞：電化學法制備可膨脹石墨的研究

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【摘要】：可膨脹石墨是一種性能優(yōu)良的功能材料,廣泛應用于密封、阻燃、吸附、導電等領域。傳統(tǒng)的化學氧化法給環(huán)境帶來嚴重污染,且一般采用濃硫酸為反應介質(zhì),產(chǎn)物的含硫量過高,極大的限制了產(chǎn)品的應用領域。本文設計了制備可膨脹石墨的電化學反應裝置,并對該裝置的作用原理、總體結構和設計思想以及主要參數(shù)設定進行詳細介紹。本文以細鱗片石墨為原料,分別以高氯酸、冰醋酸為主要組分配置電解液制備無硫可膨脹石墨,通過單因素實驗和正交實驗研究了電解液組成、電解液組分配比、電流密度、電解溫度、電解液濃度、電解時間對可膨脹石墨膨脹容積的影響。結果表明,當高氯酸與冰醋酸的體積比為4:1混合做電解液,電流密度為60 m A/cm2,電解溫度為10℃,電解液濃度為70%,電解時間為100 min時,制得可膨脹石墨的膨脹容積為215 m L/g。對膨脹容積影響程度從大到小排列是電解液濃度、電解時間、電解溫度、電流密度。通過對樣品進行粒度分析、XRD分析、SEM分析和EDS分析表明:電化學法制得可膨脹石墨插層效果明顯,制得膨脹石墨具有明顯的蠕蟲狀蓬松結構。在同原料和同工藝條件下,研究石墨粒度和循環(huán)電解液對制備可膨脹石墨的影響,結果表明,隨石墨粒度減小,可膨脹石墨的膨脹容積逐漸降低。當電解液全部使用新電解液時,制得可膨脹石墨的膨脹容積達到150 m L/g,當電解液全部使用回收復用電解液時,制得可膨脹石墨的膨脹容積達到70 m L/g,故反應后的剩余電解液具有很高的可回收價值。
【關鍵詞】：電化學法 可膨脹石墨 反應器設計 無硫
【學位授予單位】：黑龍江科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 1 緒論12-27
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 可膨脹石墨簡介13-16
• 1.2.1 石墨與可膨脹石墨13
• 1.2.2 膨脹石墨的性能13-14
• 1.2.3 膨脹石墨在各領域的應用14-16
• 1.3 可膨脹石墨的制備方法16-22
• 1.3.1 化學氧化法16-18
• 1.3.2 電化學法18-20
• 1.3.3 氣相擴散法（雙室法）20
• 1.3.4 混合液相法20-21
• 1.3.5 熔融法21
• 1.3.6 加壓法21
• 1.3.7 爆炸法21-22
• 1.4 電化學法制備可膨脹石墨的研究現(xiàn)狀22-25
• 1.4.1 理論方面的研究22-23
• 1.4.2 電解液的研究23
• 1.4.3 氧化劑的研究23-24
• 1.4.4 電解裝置的設計24
• 1.4.5 制備工藝的研究24-25
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容和技術路線25-27
• 1.5.1 本課題的研究內(nèi)容25-26
• 1.5.2 技術路線26-27
• 2 實驗部分27-35
• 2.1 實驗用材料和儀器27-28
• 2.1.1 試驗樣品的分析27-28
• 2.1.2 主要實驗試劑與儀器28
• 2.2 電化學反應裝置的設計28-31
• 2.2.1 反應裝置的工作原理28-29
• 2.2.2 反應裝置的總體結構及設計思想29-30
• 2.2.3 反應裝置的主要參數(shù)設計30-31
• 2.3 實驗過程31-34
• 2.3.1 工藝條件的選擇31-33
• 2.3.2 石墨粒度對可膨脹石墨制備的影響33
• 2.3.3 回收復用電解液對可膨脹石墨制備的影響33-34
• 2.4 膨脹容積的測定34
• 2.5 小結34-35
• 3 結果與討論35-60
• 3.1 工藝條件的選擇35-43
• 3.1.1 電解液的選擇35-36
• 3.1.2 電解液組分配比的選擇36-37
• 3.1.3 電流密度的選擇37-38
• 3.1.4 電解溫度的選擇38
• 3.1.5 電解液濃度38-39
• 3.1.6 電解時間的選擇39-40
• 3.1.7 正交實驗部分40-43
• 3.2 產(chǎn)品技術指標與表征43-49
• 3.2.1 粒度對比分析43
• 3.2.2 XRD分析43-44
• 3.2.3 SEM分析44-48
• 3.2.4 EDS分析48-49
• 3.3 石墨粒度對制備可膨脹石墨的影響49-55
• 3.3.1 產(chǎn)品的膨脹容積測試結果49-51
• 3.3.2 產(chǎn)品的形貌分析51-55
• 3.3.3 產(chǎn)物結構表征55
• 3.4 回收復用電解液制得產(chǎn)物的性能表征55-58
• 3.4.1 產(chǎn)品膨脹容積測試55-56
• 3.4.2 產(chǎn)品形貌結構表征56-58
• 3.5 小結58-60
• 4 結論60-61
• 參考文獻61-67
• 作者簡歷67-69
• 學位論文數(shù)據(jù)集69-70
• 詳細摘要70-71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：631708