膨胀石墨的制备以及对苯酚吸附降解性能的表征开题报告

1. 研究目的与意义

膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，利用物理或化学的方法使非炭质反应物插入石墨层间，形成石墨间化合物可膨胀石墨，可膨胀石墨经过高温膨胀而得到的一种疏松，多孔，质轻的物质。1840年，首先由Schafhaeutl将硫酸和硝酸混合加入鳞片石墨中，经过加热而发现石墨产生体积膨胀的现象。

膨胀石墨具有许多优良特性，它不但保留了天然石墨的许多优点，诸如耐热性，耐腐蚀性，耐辐射性，导电热性，自润滑剂及摩擦系数低等优良性质。还具备了天然石墨所不具备的对有机物吸附性好，轻质柔软，可压缩，有回弹等性能。

2. 国内外研究现状分析

我国是世界上的石墨大国，天然石墨的储量和产量均居世界前列。每年出口天然石墨及其制品约10万吨，进口约6千吨。出口的主要是原矿及低档制品，而进口的却大多是以我国的优质石墨为原料的深加工产品，进出口差价达3~4倍，花费了大量的外汇。因此我国急需提高石墨产品的深加工水平。天然石墨或高度石墨化的炭材料，具有良好的导电性能，但与铜和铝等常用金属材料相比，其电导率低1~2个数量级，因此作为导电材料使用时因电导率太高而受到很多限制。然而石墨（炭）材料所固有的轻量(密度小)、耐腐蚀、耐高温和自润滑等特性却是常用金属材料所无法媲美的，所以石墨(炭)材料广泛应用于需要在运动状态下传导电流(如电动机、发电机)或在高温和腐蚀性介质中传导电流(如电炉炼钢、电解食盐水)的场合和航天航空等要求材料轻量化的部门。为了拓宽石墨(炭)材料的应用领域，人们一直致力于提高石墨(炭)材料电导率的研究工作，而利用石墨层间化合物的电导率大多比石墨原料的电导率高十至数十倍的性质，来提高石墨(炭)材料电导率的研究工作，更是近二十年来各国科学家研究的热点之一。

经插层处理后得到的可膨胀石墨,经过水洗和干燥,可通过高温得到膨胀,得到的产品即为膨胀石墨.因为可膨胀石墨在高温下迅速受热时,由于层间插层物质受热气化而产生膨胀力.这种力使石墨芯片沿C轴方向膨胀数十倍至数百倍,膨化后的石墨呈现蠕虫状,因此也被称为石墨蠕虫膨胀石墨在物理上具有耐热，防辐射,热导率高,回弹性,柔软性和自润滑性.在化学上具有化学稳定性好,耐腐蚀性强,几乎对所有的酸，碱，盐，有机溶剂，油类等都有较好的稳定性,可以适应介质的pH值为14它不但保留了石墨原有的性能,而且增加了许多原有石墨插层物质不具备的新性能,目前已广泛应用于石油!化工,轻工,电力,冶金,机械,仪表，汽车,原子能,宇航等工业部门.

3. 研究的基本内容与计划

(1)采用化学氧化法制备可膨胀石墨,以鳞片石墨作为原料,以浓硝酸作为氧化剂,浓磷酸作为插层剂,在恒定温度的水浴锅中搅拌一段时间以进行插层反应"再以饱和磷酸氢二钠作为二次插层剂进行二次插层"插层完成后清洗至中性,用200目筛滤去水分并自然晾干,即制成可膨胀石墨。

(2)膨胀石墨吸附苯酚速率曲线的测定

用移液管移取12.5ml的苯酚标准使用液于250ml的容量瓶中,定容,得50lg/ml的苯酚溶液.称取0.100g的膨胀石墨(0.84～0.42mm)9份于9个锥形瓶中,加入25ml50lg/ml的苯酚溶液.然后将锥形瓶放到震荡器上震荡.震荡时间分别为5,10,15,20,40,60,90,120,180min.过滤,取滤液1ml,按标准曲线测定中的分析方法测出滤液的吸光度,进而计算出滤液的质量浓度.从原始质量浓度和滤液的质量浓度差值可算出膨胀石墨对苯酚的吸附量.用w表示吸附量,可得:w=25ml(ρ原始-ρ滤液)0.1g.

4. 研究创新点

利用负载膨胀石墨进去对比