硼酸锌对氧化插层法制备膨胀石墨的影响

作者：陈 伟 王 磊    单位：唐山师范学院化学系，唐山市绿色专用化学品重点实验室

关键词：化学氧化插层法；膨胀石墨；硼酸锌；硝酸；磷酸

摘  要：采用化学氧化插层法，以天然鳞片石墨为原料，高锰酸钾为氧化剂，硝酸、磷酸和硼酸锌（ZB）为插层剂，微波膨胀制备膨胀石墨，并通过傅里叶红外光谱（FTIR）仪和场发射扫描电镜（SEM）等手段对样品进行表征。对比不同插层体系的膨胀效果，探究最佳插层体系的最佳制备条件，考察辅助插层剂硼酸锌对制备膨胀石墨的影响。结果表明，高锰酸钾-硝酸和磷酸混酸+ZB体系的膨胀效果最佳；取1 g石墨、0.3 g高锰酸钾、 18 mL混酸（硝酸与磷酸的体积比为1∶2）、0.25 g硼酸锌，在40℃下搅拌反应40 min，微波膨胀30 s，膨胀石墨（EG6）膨胀体积最大，约为364 mL/g；与未加硼酸锌时膨胀石墨（EG3）相比，膨胀体积提升约40%。由FTIR分析可知，插层剂硝酸、磷酸、硼酸锌进入了石墨层间。由SEM表征结果可知，在高锰酸钾-混酸体系中，添加辅助插层剂硼酸锌，膨胀石墨的孔隙更发达，膨胀效果良好。