高性能膨胀石墨、可膨胀石墨制备技术工艺配方资料精选

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New Technology Of High Purity Graphite
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各位读者:大家好!

       自从我公司2000年推出每年一期的石墨新技术系列列新技术汇编以来,深受广大企业的欢迎,在此,我们衷心地感谢致力于创新的新老客户多年来对我们产品质量和服务的认同,由衷地祝愿大家工作顺利!

       石墨产业未来市场前景十分广阔。传统应用领域对石墨消费拉动、新兴领域拓展是石墨产品未来市场的增长点。耐火材料行业是石墨消费的重要领域,镁碳砖对石墨的需求量占我国石墨消费量的近1/3,电动汽车锂电池负极材料,钢铁行业的持续稳定发展将促进石墨产业持续稳定增长。随着高新技术的发展、新材料产业将成为石墨产业新的增长点,高性能石墨导电材料、密封材料、环保材料、热交换材料、石墨烯等新兴材料以及制品产业将会得到快速发展。

       石墨产品需求结构将不断升级,球型石墨、柔性石墨、石墨电极、核石墨等加工产品将成为新的市场热点;利用具有自主知识产权的创新性技术,研究开发优质石墨新材料、广泛应用于能源、环保、国防等领域。未来产品需求专业化程度不断加强,满足下游领域对高性能、专业化石墨材料制品需求将成为发展主流,由石墨原材料向深加工加工及其制品方向发展趋势明显,同时,大力发展节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等战略新兴产业,从而带动石墨产业快速发展。

       本期所介绍的资料,系统全面地收集了到2023年膨胀石墨制备制造最新技术,包括:优秀的专利新产品,新配方、新产品生产工艺的全文资料。其中有许多优秀的新技术在实际应用巨大的经济效益和社会效益,这些优秀的新产品的生产工艺、技术配方非常值得我们去学习和借鉴。
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2024新版《高性能膨胀石墨、可膨胀石墨制造工艺配方精选汇编》

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2024新版《高质量大规模石墨烯材料制造工艺配方精选》(2021.09-2023.11)

2024新版《高质量大规模石墨烯材料制造工艺配方精选》(2021.09-2023.11)

   石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景. 目前,商业数量(公斤和吨)的石墨烯通常是由石墨用自上而下的方法制成的。它们可以作为粉末和液体,可以作为橡胶和碳纤维复合材料等其他产品的添加剂。为了充分发挥石墨烯的潜力,它确实需要大规模生产。


     

目前多数企业只能小量生产石墨烯,所使用的生产技术多为氧化还原法,生产出的石墨烯溶液也存在很多技术上需要突破的问题。国内对石墨烯的应用前景颇为看好,石墨烯未来有望应用至多个领域。但从实际情况看来,制造工艺不稳定,成本居高不下,仍是石墨烯走向产业化的主要制约因素,从制造工艺来看,目前业内通行的方法均有各自的优势和缺陷,产业技术路径仍在探讨之中。


      本篇专辑精选收录了国内外关于高质量、大规模石墨烯制备配方技术资料。涉及国内外著名大学、科研单位、知名企业的最新技术全文资料,工艺配方详尽,技术含量高、环保性强是从事高性能、高质量、产品加工研究生产单位提高产品质量、开发新产品的重要情报资料。 资料中包括制造原料组成、生产工艺、制造配方、产品性能测试及标准、解决的现有技术存在具体问题、产品制作实施例等等,是企业提高产品质量和发展新产品的重要、实用、超值和难得的技术资料。


【资料内容】生产工艺、配方
【资料页数】792页 (大16开 A4纸)
【项目数量】60项
【出品单位】国际新技术资料网
【资料合订本】1680元(上、下册)
【邮寄方式】中通(免邮费) 顺丰(邮费自理)
【电子版价格】1480元(PDF文档 邮件传送)
【联系方式】13141225688 梅兰(女士)

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   石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景. 目前,商业数量(公斤和吨)的石墨烯通常是由石墨用自上而下的方法制成的。它们可以作为粉末和液体,可以作为橡胶和碳纤维复合材料等其他产品的添加剂。为了充分发挥石墨烯的潜力,它确实需要大规模生产。


     

目前多数企业只能小量生产石墨烯,所使用的生产技术多为氧化还原法,生产出的石墨烯溶液也存在很多技术上需要突破的问题。国内对石墨烯的应用前景颇为看好,石墨烯未来有望应用至多个领域。但从实际情况看来,制造工艺不稳定,成本居高不下,仍是石墨烯走向产业化的主要制约因素,从制造工艺来看,目前业内通行的方法均有各自的优势和缺陷,产业技术路径仍在探讨之中。


      本篇专辑精选收录了国内外关于高质量、大规模石墨烯制备配方技术资料。涉及国内外著名大学、科研单位、知名企业的最新技术全文资料,工艺配方详尽,技术含量高、环保性强是从事高性能、高质量、产品加工研究生产单位提高产品质量、开发新产品的重要情报资料。 资料中包括制造原料组成、生产工艺、制造配方、产品性能测试及标准、解决的现有技术存在具体问题、产品制作实施例等等,是企业提高产品质量和发展新产品的重要、实用、超值和难得的技术资料。


【资料内容】生产工艺、配方
【资料页数】792页 (大16开 A4纸)
【项目数量】60项
【出品单位】国际新技术资料网
【资料合订本】1680元(上、下册)
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【联系方式】13141225688 梅兰(女士)

1    一种利用糖类物质中的碳宏量获取高质量石墨烯的方法  

目的是为解决以往用天然石墨作为原料采用自上而下的方法和以小分子碳源作为原料采用自下而上的方法制备石墨烯存在的制备工艺复杂,制备成本高昂,难以制备高质量的石墨烯的问题。方法:一、配制水溶性糖类镍粉悬浮液和不溶性糖类镍粉悬浮液;二、制备糖/镍复合粉体;三、放电等离子烧结处理;四、刻蚀金属镍,得到高质量石墨烯。本发明通过放电等离子烧结系统制备的石墨烯,在800℃时即可得到晶型完美、缺陷较少,石墨化度极高的石墨烯材料,低温短时制备节约了能源,符合绿色化学的要求。本发明可获得高质量石墨烯。


2    木质素制备石墨烯的方法

制备步骤:步骤S1、将木质素与水混合,并加入质量分数为60%~70%硝酸,反应后过滤,取黑色固相;步骤S2、将所述黑色固相分散于水中获得分散液,然后将所述分散液置于170℃~200℃下进行水热处理,过滤,取液相得水溶性石墨烯;步骤S3、将所述水溶性石墨烯进行透析处理,烘干后即得石墨烯。本发明的石墨烯制备方法简单,且产率高,具有广泛的应用前景。


3    无烟煤直接制备石墨烯的方法 

包括:1)将无烟煤进行预处理得到煤粉样品;2)取煤粉样品和氯化铜,经搅拌混合、干燥,得到混合煤粉;3)将混合煤粉加入固相剪切力化学反应器中,在动态压力下进行碾磨,每碾磨5~10轮,采用微波辐照混合煤粉1次,循环往复完成碾磨;4)取每次辐照后的混合煤粉,测定电阻率,直到电阻率出现平台时停止碾磨,得到煤基石墨烯粗产品;5)对石墨烯粗产品经分离提纯,得煤基石墨烯。本发明提供一种无烟煤直接制备石墨烯的方法,反应无污染,耗能低,产量高,全程反应条件温和,具有极大的工业利用价值潜力。


4    一种批量制备生物质基垂直石墨烯的方法 

包括以下步骤:将原始生物质与水混合进行水热反应,随后经清洗、干燥得到水热产物;将水热产物与垂直石墨烯生成剂充分混合并烘干,随后进行煅烧,冷却后以稀酸和去离子水洗涤、干燥得到垂直石墨烯。本发明的工艺简单、原料成本低、无需使用昂贵的设备、反应温和,绿色、效率高、可以大批量将原始生物质转化为高附加值的新型碳纳米材料,易实现工业化,具有出色的经济和社会效益;本发明制备的垂直石墨烯的片层弯曲率低,具有垂直开放通道,优异的化学稳定性,可以应用于电化学储能、传感、吸附、催化降解等领域。


5    一种氮掺杂石墨烯及其制备方法与应用

所述的氮掺杂石墨烯是一种超薄的片层结构,因为聚丙烯高温分解成小分子,碳化后碳沉积在模板剂的晶体表面,得到较薄的片层结构。本发明所述的氮掺杂石墨烯还可以在合成过程中原位掺杂金属元素,利用氮锚定金属位点,作为催化剂应用于电催化二氧化碳还原生成一氧化碳。


6    一种用于改性阴极电泳涂料的功能化石墨烯的制备及使用方法 

使用一种高效、安全的方法对石墨烯进行功能化改性。成功将功能化石墨烯分散到阴极电泳涂料色浆中,制备得到功能化石墨烯改性阴极电泳涂料色浆。将制备好的功能化石墨烯改性阴极电泳涂料色浆与环氧树脂乳液与去离子水按合理的比例混合熟化24h后进行电泳涂装。由于石墨烯表面的功能化处理,使其可以通过电场力作用与阳离子涂料共沉积于基材上,提高涂膜各项性能。通过电泳涂装固化后,漆膜硬度达到5H,中性盐雾时间大于1500h。


7    一种海绵镍负载氮、氟双掺杂垂直石墨烯的制备方法及应用  

利用等离子体技术构筑海绵镍负载氮、氟掺杂的石墨烯三维网络骨架。本发明复合材料有着好的亲锂性,且能够有效缓释金属锂沉积过程中的体积膨胀,均匀金属锂沉积过程中的电场分布并抑制枝晶生长。同时,异质元素掺杂不仅促进多硫化物的转换过程,而且也增强了碳对多硫化物的吸附作用,有效缓解多硫化物的“穿梭效应”,使电极材料具有优异的循环稳定性、倍率性能和高的库伦效率,显著提高锂硫电池的电化学性能,在移动通讯、电动汽车、太阳能发电和航空航天等领域具有广阔的应用前景。


8    一种石墨烯、其制备方法及石墨烯水基分散体  

步骤:(1)以石墨粉、浓硫酸、高锰酸钾粉末、双氧水、浓盐酸和去离子水为原料制得酸性多杂质的氧化石墨烯分散液,加入碱性溶液调节pH值;(2)在多杂质的氧化石墨烯分散液中加入碳酸盐或碳酸氢盐,搅拌反应后得到多杂质石墨烯分散液;(3)通过减压蒸馏浓缩步骤(2)所得的多杂质石墨烯分散液,然后向其中缓慢加入非水溶剂至出现的结晶物不再增加后,停止非水溶剂加入;(4)去除步骤(3)中所得混合溶液中的结晶物和非水溶剂后获得石墨烯。该制备方法可以制得缺陷较少、质量较高的石墨烯;该石墨烯与表面活性剂混合制得的石墨烯水基分散体分散稳定性较好,可以提高其在应用体系中的相容性。


9    一种石墨烯的制备方法 

利用镓基液态金属中镓使CO2在室温下活化,从而分解为固体碳,该方法利用CO2合成石墨烯,能够使得石墨烯的量产成为可能,同时还能减少向大气排放CO2。这种方法具有产率高、无污染、操作简便等优点。


10    一种石墨烯材料及其制备方法和导热垫片

设置模板和干燥的步骤至预定厚度获得氧化石墨烯坯料;对坯料进行热处理,获得由多层石墨烯层构成、在上下相邻石墨烯层间存在层状空隙及在层状空隙间分布有多个石墨烯柱状物的石墨烯材料;其中,模板为发泡材料;模板上沿厚度方向设有贯穿模板的通孔。将石墨烯材料用于制备增强复合材料,简单易行。


11    一种羧基改性石墨烯材料的制备方法

将天然石墨、碱金属和芳香族化合物催化剂在有机溶剂中进行恒温反应,制备石墨烯还原中间体,然后,将羧基化实际加入石墨烯还原中间体中恒温反应,经洗涤、过滤等简单处理得到羧基化石墨烯。本发明解决了现有石墨烯缺陷多的问题,以天然石墨为原料,采取石墨还原策略,制备得到的羧基化石墨烯晶格缺陷较少,具有高导电性。


12    一种吡咯氮掺杂石墨烯的制备方法 

采用瞬时加热裂解工艺,使氮源三聚氰胺裂解得到小分子产物片段的结构高度均一化,并同碳前驱体气体一起在高温下与金属镁进行反应,在沉积模板上生成吡咯氮掺杂石墨烯。氮源裂解片段通过原位掺杂方式进入石墨烯网格结构中,保证了石墨烯中氮原子构型的单一性;氮掺杂量可达10%以上。本发明方法对设备的基本要求是能够使氮源前驱体迅速进入高温环境中受热,工艺过程简单,易于规模化生产实施。该方法制备的氮掺杂石墨烯中氮原子仅以吡咯构型存在,可广泛用于催化、超级电容器、锂电池等领域,具有优异的应用性能。


13    一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 

步骤:利用硫代乙酰胺为硫的前驱体,将氧化石墨烯和含硫前驱体混合均匀后,然后将混合物放在水热反应釜中进行反应;再用去离子水和乙醇抽滤洗涤,将产物溶于N,N‑二甲基甲酰胺溶液中,得到硫掺杂石墨烯材料。该发明方法具有制备成本低,操作简单,反应条件温和的特点。本发明方法制备的硫掺杂石墨烯材料增强了导电性,提高了电化学稳定性,可作为电催化剂的一种新型载体,用于质子交换膜燃料电池、甲醇燃料电池等。


14    一种制备单双层交替石墨烯的方法 

步骤:S1:将铜箔放置于气相沉积炉中,并放入石墨盒、石墨纸、石墨片、石墨屑中的任一种或多种,再往所述气相沉积炉内通入氩气,将所述气相沉积炉加热至温度为1000‑1080℃;S2:往所述气相沉积炉内通入氢气,将所述铜箔退火;S3:往所述气相沉积炉内通入甲烷,减小氢气的通入量,开始生长过程;S4:控制所述气相沉积炉进行一次或以上的温度变化,每次温度变化是从1000‑1080℃降至650‑750℃后立即重新升至1000‑1080℃;S5:保持所述气相沉积炉的温度在1000‑1080℃,继续生长过程;S6:生长完毕后,停止通入甲烷,自然冷却到室温。本发明的所述方法能够制得单双层交替石墨烯超晶格,步骤简单,且制备条件易于实现和控制。


15    一种以二氧化碳和甲烷为原料制备垂直取向石墨烯的方法 

步骤:1)将需要生长VG的基底材料预热到300~700℃;2)通入CO2和CH4的混合气体,比例在1:2~8:3之间,压强维持在10~50Pa;3)在微波电源激发的微波等离子体的条件下,CO2和CH4的混合气体在基底材料表面开始生长垂直取向石墨烯。本发明提供的方法既能将温室气体CH4和CO2大规模的转化为垂直取向石墨烯材料,又能利用等离子体实现这两种气体向高价值合成气的转化。


16    一种氧化石墨烯制备石墨烯的方法

该方法以氧化石墨烯分散液作为原料,往氧化石墨烯分散液中加入镁粉作为还原剂,将混合物加入到对位聚苯酚高压反应釜中密封好,然后在120~220℃下高压恒温反应5~24小时,过滤混合物得到滤饼,用盐酸溶液洗涤滤饼,用水洗涤滤饼,最后干燥得到石墨烯粉体。本发明能够大大地提高石墨烯的质量及性能,且生产过程操作简便,安全环保,可低成本制备石墨烯,满足工业化的生产需求。


17    一种具有绝缘导热功能的类石墨烯材料

石墨烯的生长过程在绝缘衬底上进行,可得到1‑3层石墨烯材料,无需对生长得到的材料进行转移,可直接应用于电子器件。通过梯度控制各步的条件,本发明实现了精确控制石墨烯的成核和生长速度,使其在绝缘衬底上均匀分布,褶皱密度可降低至1×10‑5个/μm2以下。


18    一种炭黑快速焦耳热制备石墨烯的方法及石墨烯   

把炭黑和粘结剂的溶液按比例搅拌混合并烘干粉碎后,放在绝缘管中间,用电极杆堵住并连接到直流电源,直流电源大电流放电产生快速焦耳热,快速升温至石墨化温度,冷却后得到石墨烯。在高温时,炭黑纳米粒子变成石墨烯,同时粘结剂也被石墨化,把石墨烯粒子熔接起来,形成了几百纳米至几微米的石墨烯大颗粒。


19    一种无褶皱石墨烯的低成本、规模化制备方法  

步骤:1)在化学气相沉积反应炉中通入保护气氛,直至炉内没有杂质气体;2)将炉温升至700~900℃,向炉内通入碳源,反应10~20min;3)关闭电源,冷却至室温;4)取出样品,获得无褶皱石墨烯。本发明与常规铜箔等金属基体上制备无褶皱石墨烯的方法相比,本发明的制备方法具有工艺简单、性能稳定、不依赖金属生长基体等优势,适合低成本、规模化工业生产。


20    一段式热解煤焦油连续制备石墨烯的方法及装置

该方法是将煤焦油从文丘里射流器的喷嘴注入,煤焦油与从吸气管处吸入含纳米催化剂的氧气‑氩气混合物一起进入文丘里射流器中,在扩压管处充分混合;混合物随后进入磁辅助电弧等离子体发生装置中,在纳米催化剂、高密度电弧等离子体作用下煤焦油发生高温催化热解反应制得石墨烯;本发明选用危险废物煤焦油做碳源,资源化利用且环保,通过电弧等离子体放电可实现高品质、高产量石墨烯的生产,方法简单,可连续化生产。


21    磁驱动滑动弧等离子体高压放电连续制备石墨烯的方法   

同时在热解炉加入纳米金属或金属氧化物作为催化剂,气态煤焦油与催化剂混合反应产生碳化前驱体,将碳化催化前驱体与氢气一起通入磁驱动滑动弧等离子体放电装置中,通过辅助磁场来产生高密度非热滑动弧等离子体,在高密度非热滑动弧等离子体作用下碳化前驱体转化生成石墨烯;本发明方法成本低、设备简单、无需冷凝,能实现煤焦油向高附加值产物石墨烯的转化。


22    石墨烯制备方法、石墨烯粉体及产品  

在氧化石墨烯还原之前进行干燥、破碎,得到与石墨烯的比表面积要求对应的目数的氧化石墨烯。本发明对干燥的氧化石墨烯滤饼进行破碎,得到更小尺寸的滤饼前驱体,使其前驱体在热还原过程中充分受热,以提高所制备石墨烯粉体比表面积,从而可在下游应用领域更好地分散在基体中,发挥石墨烯的高性能优势。


23    一种大规模制备石墨烯的方法 

首先利用化学还原法对氧化石墨烯进行还原,除去大部分的含氧官能团,再利用电化学反应进一步还原,使得石墨烯表面残余的含氧官能团被还原,提高了石墨烯的还原程度,得到了更高品质的石墨烯。随后添加分散剂与电化学还原后的石墨烯溶液进行反应,利用反应产物对石墨烯进行分散保持,避免了石墨烯的团聚,从而使得石墨烯均匀分散在溶液中。使用本发明方法制备的石墨烯还原程度高,分散的均匀性好,工艺简单,易于产业化。


24    一种制备石墨烯的方法

石墨烯还原程度不够好,分散困难,提纯困难,限制了石墨烯的应用。新技术首先对氧化石墨烯进行化学还原,除去大部分的含氧官能团,再利用电化学还原,进一步还原残余的含氧官能团,提高了石墨烯的还原程度。随后添加分散剂与电化学还原后的石墨烯溶液进行反应,利用反应产物对石墨烯进行分散保持,避免了石墨烯的团聚,从而使得石墨烯均匀分散在溶液中。最后通过不同溶剂(液)过滤和置换,除去各类杂质,同时使得石墨烯均匀分散在各种溶剂(液)中。本发明工艺简单,可重复性高,具有应用推广的可能性。


25    一种制备石墨烯的方法

首先使用化学试剂还原石了氧化墨烯,随后添加分散剂与石墨烯溶液反应,通过反应产物保持石墨烯均匀分散在溶液中,避免了石墨烯的团聚。然后通过不同溶剂(液)过滤,除去了各类杂质,并使得石墨烯均匀分散在各种溶剂(液)中。最后使用电渗析电解的方法,除去石墨烯溶液(有机体系)中的残余水分,得到除去水分后的在有机溶剂(液)中均匀分散的石墨烯溶液。本发明工艺简单,可重复性高,有应用价值,具有推广的可能性。


26    一种制备石墨烯的方法   

石墨烯易于团聚、难以分散在溶剂中,限制了石墨烯的应用。新技术首先对氧化石墨烯进行还原,得到还原氧化石墨烯,再添加分散剂进行反应,利用反应产物对石墨烯保持分散,使得石墨烯能均匀分散在溶液中。本发明的意义在于,不通过改性的方式,解决了石墨烯的分散问题。本发明高效简洁,制备的石墨烯分散的均匀性好、稳定性好、可重复性高,效果显著,有应用价值,具有推广的可能性。


27    石墨烯材料的制备方法、石墨烯材料及其应用  

石墨烯材料的制备方法包括:以羧甲基壳聚糖为原料,采用激光诱导的方法进行制备。通过以羧甲基壳聚糖为原料,采用激光诱导的方法制备石墨烯材料,相对于现有的两种富含碳的材料进行制备的方法具备以下优点:(1)原料可生物相容、可生物降解,不会对环境造成污染;(2)不需要任何化学处理,如不需要阻燃处理;(3)易于成膜,应用范围广泛;(4)由于石墨烯材料优异的导电导热性能,还可以在芯片三维集成、先进封装材料制备、5G射频芯片封装等领域得到应用。


28    激光诱导石墨烯的制备方法、激光诱导石墨烯及应用

激光诱导石墨烯的制备方法,以可高度水溶、可生物相容且可生物降解的壳聚糖盐酸盐为原料,通过激光诱导的方法制备激光诱导石墨烯,制备过程中不经过任何化学处理,工艺简便易行,适合于工业化应用。制备得到的激光诱导石墨烯可以进一步制备得到超级电容器和传感器等电子器件,在先进半导体器件制造和封装领域具有广阔的应用前景。


29    一种三维多孔石墨烯材料及其制备方法  

该石墨烯材料具有多级孔结构,表层石墨烯呈片状结构,片状结构包覆内部的三维多孔结构;该石墨烯材料的制备为:采用阳离子交换树脂作为碳源、碳酸钾和碳酸钙作为活化剂,在高温烧结生成高比表面积及高孔体积的三维多孔石墨烯材料。本发明中的石墨烯材料具备高比表面积及高孔体积,具体为比表面积≥2500m2/g,孔体积≥0.85cm3/g,片状结构包覆有助于提高石墨烯的结构稳定性、导热性和电导率。


30    一种制备石墨烯的方法

首先利用化学还原法对氧化石墨烯进行还原,除去大部分的含氧官能团,再利用电化学反应进一步还原,使得石墨烯表面残余的含氧官能团被还原,提高了石墨烯的还原程度,得到了更高品质的石墨烯。随后添加分散剂与电化学还原后的石墨烯溶液进行反应,利用反应产物对石墨烯进行分散保持,避免了石墨烯的团聚,从而使得石墨烯均匀分散在溶液中。使用本发明方法制备的石墨烯还原程度高,分散的均匀性好,工艺简单,易于产业化。


31    一种电化学制备石墨烯的方法

将化学还原法与电化学还原法联合使用,提高了石墨烯的还原程度。首先利用化学还原法对氧化石墨烯进行还原,除去石墨烯表面大部分的含氧官能团,再利用电化学反应进一步还原,使得石墨烯表面残余的含氧官能团从阴极上得到电子被还原,石墨烯被进一步被还原,提高了石墨烯的还原程度,得到了更高品质的石墨烯。同时还原后的小分子被吸附在石墨烯表面,避免了石墨烯的团聚,从而使得石墨烯均匀分散在溶液中。使用本发明方法制备的石墨烯还原程度高,分散的均匀性好,工艺简单,具有规模化应用的潜力。


32    一种制备石墨烯的方法 

石墨烯还原程度不够好,分散困难,提纯困难,限制了石墨烯的应用。本发明首先对氧化石墨烯进行化学还原,除去大部分的含氧官能团,再利用电化学还原,进一步还原残余的含氧官能团,提高了石墨烯的还原程度。随后添加分散剂与电化学还原后的石墨烯溶液进行反应,利用反应产物对石墨烯进行分散保持,避免了石墨烯的团聚,从而使得石墨烯均匀分散在溶液中。最后通过不同溶剂过滤,除去各类杂质,同时使得石墨烯均匀分散在各种无机溶剂与有机溶剂中。本发明工艺简单,可重复性高,具有应用推广的可能性。


33    一种制备石墨烯的方法 

石墨烯还原程度不够好,提纯困难,分散困难,限制了石墨烯的应用。本发明首先在化学还原的基础上,进一步使用电化学还原对氧化石墨烯深度还原,提高了石墨烯的还原程度。随后添加分散剂与石墨烯溶液反应,通过反应产物保持石墨烯均匀分散在溶液中,避免了石墨烯的团聚。然后通过不同溶剂过滤,除去了各类杂质,并使得石墨烯均匀分散在各种溶剂中。最后使用电渗析电解的方法,除去石墨烯溶液(有机溶剂体系)中的残余水分,得到除去水分后在有机溶剂中均匀分散的石墨烯溶液。本发明工艺简单,可重复性高,有应用价值,具有推广的可能性。


34    一种石墨烯的制备方法 

包括以下步骤:将有机碳源和还原性金属混合后,在保护气氛中依次进行第一煅烧和第二煅烧,得到所述石墨烯;所述第一煅烧的温度为500~650℃;所述第二煅烧的温度为750~1200℃。本发明所述制备方法直接将有机碳源和还原性金属进行混合,为后续有机碳源转变为中间体后还能保证中间体与金属粉充分接触提供条件,同时,在整个反应过程中不需要任何的溶剂参与反应,第一煅烧使有机碳源煅烧后生成非晶碳或碳化物中间体,第二煅烧使还原性金属与中间体反应,脱去中间体中的杂元素变为金属盐,中间体发生石墨化反应变成高结晶石墨烯。


35    一种石墨烯的制备方法   

首先对氧化石墨烯进行还原,得到还原氧化石墨烯,再添加分散反应剂和还原氧化石墨烯反应,利用反应产物对石墨烯进行分散,使得石墨烯能均匀分散在各种无机溶剂与有机溶剂中。本发明的意义在于,不通过改性的方式,解决了石墨烯在各类溶剂中的均匀分散问题。使用本发明方法制备的石墨烯纯度高,分散的均匀性好、稳定性好、可重复性高,具有应用推广的可能性。


36    一种两步化学气相沉积法制备石墨烯的方法 

以聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚乙二醇粉末为固态碳源,铜粉或铜箔为催化基底,将固态碳源放置于气流上游温区,将铜粉或铜箔置于下游温区。使固态碳源与铜基底同时加热到一个较低的温度,保温一定时间,使固态碳源充分分解,并在铜基底上沉积低质量的多层石墨烯。将上、下游温区同时升温至1000℃以上,实现铜基底上较高质量少层或单层石墨烯的制备。本发明工艺简单、安全可控,碳源来源广泛,成本低,且能够在铜粉上生长较高质量的石墨烯,并易于实现工业化生产,在粉末冶金、复合材料、电力电子等领域具有广泛的潜在应用。


37    一种石墨烯的制备方法以及制备设备   

包括以下操作步骤:步骤S1、操作设置;步骤S2、操作划线;步骤S1、将激光波长为10.6μm的CO2激光器设定为一定功率、扫描速率和扫描次数;步骤S2、在特定气氛中,将所述步骤S1中设定好的所述CO2激光器在聚合物上按设定图案进行激光划线;本发明的有益效果是,工艺简单、成本低、效率高,且不使用催化剂,制备过程清洁无污染更加环保;可利用聚合物或其他可成炭材料为原料制备石墨烯,且以此方法制备石墨烯,可直接在表面引入缺陷或杂质,利于在某些领域的应用;在不使用遮挡、模板、前驱体的前提下实现石墨烯图案可控,同时原料可选择性更广,因而在各领域的应用研究越来越广泛。


38    一种利用固态碳源获取大尺寸石墨烯的制备方法 

此时碳化物中的金属原子会扩散到金属衬底内部,而碳化物中的碳原子因为在金属衬底中的溶解度有限,留在衬底表面,重构形成石墨烯。本发明方法直接利用固态碳源制备石墨烯,工艺简单,操作方便,可控性性好;并且不涉及危险性气体,安全性极高,适用于实现工业化生产,可制备大尺寸石墨烯等优点。


39    一种利用固态碳源在复合强磁场下稳定制备石墨烯的方法 

以金属元素与碳元素组成的碳化物粉末作为固态碳源,溶碳性低的金属作为衬底,将碳化物粉末均匀地平铺在金属衬底上,在惰性气体的保护下,加热至金属衬底熔点温度以上0‑1000℃,使衬底熔化。同时,施加强磁场抑制金属衬底熔体的流动。此时碳化物中的金属原子会扩散到金属衬底内部,而碳化物中的碳原子因为在金属衬底中的溶解度有限,在衬底表面形成石墨烯,制备石墨烯的稳定性得到提高。本发明具有如下优点:方法新颖、工艺稳定、操作方便、可控性好、安全性极高、可制备大尺寸的石墨烯等优点。


40    一种催化油浆制备石墨烯材料的方法

步骤:(1)将催化油浆在惰性气体氛围保护下进行热缩聚处理,冷却后取出液相部分作为热缩聚油;(2)将热缩聚油与萃取剂混合进行萃取分离,萃取后静置分层并取下层液,蒸除下层溶液中的萃取剂后得到富集芳烃油;(3)将富集芳烃油与模板剂在有机溶剂作为助剂的条件下充分混合后,蒸除有机溶剂,然后在惰性气体氛围中进行碳化处理;(4)步骤(3)所得碳化产物经酸洗脱除模板剂,经过去离子水洗涤后干燥制得多孔石墨烯材料。该方法操作简单,可制备出层数较薄的三维壳状石墨烯材料,特别针对催化油浆等富含稠环芳烃的劣质重油的高附加值利用有重要意义。


41    一种富孔薄层类石墨烯的制备方法  

步骤:(1)原料油预处理:以催化油浆或渣油经过延迟焦化处理所得的焦化液收产物作为预处理原料油,原料油经过蒸馏切割和溶剂萃取,得到馏分油芳烃抽出油;(2)反应物处理:将馏分油芳烃抽出油与有机溶剂混溶,加入模板剂进行分散,得到的固液混合物旋蒸出有机溶剂,得到表面包覆馏分油芳烃抽出油的模板剂粉末;(3)富孔薄层类石墨烯材料的制备:将模板剂粉末进行煅烧处理,煅烧产物经过酸洗脱除模板剂,得到富孔薄层类石墨烯材料。该方法所制备出的石墨烯材料形貌均一化程度高,层数较薄,且呈现壳型卷曲状,特别针对催化油浆等富含稠环芳烃的劣质重油的高附加值利用有重要意义。


42    一种低成本制备高质量大片径少层石墨烯粉体的方法

是先将碳源气体与惰性气体通入由熔融态的铜铋合金与对石墨烯粉体表面不润湿且不与铜铋合金发生反应的熔融盐所形成的双相催化体系中,使体系中产生气泡并在气泡中反应生长石墨烯至气泡破裂,然后通过反应后的混合气流将漂浮在熔融盐表面的石墨烯粉体携带至气固过滤分离装置,经过气固分离得到高质量大片径少层石墨烯粉体。实验证明:本发明可实现高产率直接获得高质量的大片径少层石墨烯粉体,关键是,本发明所述双相催化体系可实现循环重复使用,不仅明显简化了纯化处理工艺和显著降低了能耗和成本,且实现了资源最大化利用,对规模化制备高质量大片径少层石墨烯粉体具有显著价值。


43    一种低温合成石墨烯的方法   

包括如下步骤:将六氯苯溶解在二乙二醇二甲醚中配制成浓度为0.02%‑0.5%的溶液。无水氯化亚铜溶解在二乙二醇二甲醚中配制成浓度为0.1%‑10%的溶液,碳酸钾溶解在二乙二醇二甲醚中形成饱和溶液。然后,缓慢通入干燥的乙炔气体,加热搅拌,在90‑110℃、氮气或氩气等惰性气体保护条件下进行回流反应6‑24个小时,处理后得到石墨烯。


44    一种自下而上制备三维石墨烯的方法

将含双氨基的杂环化合物、氯化钠与无水乙醇充分物理混合,得到含双氨基的杂环化合物与氯化钠的共混物;共混物在惰性气体的保护下,在130~250℃保温0.5~2h,再升温到≥900℃保温0.5~1.5h,冷却,进行后处理,即得到三维石墨烯。本发明通过选择合适的前驱体,降低了石墨烯的生产成本,简化了生产工艺,可制备出高质量、低成本、可规模化生产的石墨烯粉体材料。


45    一种少层石墨烯的制备装置及制备方法   

螺纹杆转动带动安装板移动,将安装板底部安装的搅拌轴插入反应槽,第二伺服电机驱动搅拌轴转动带动搅拌辊转动对混合溶液进行搅拌,同时超声波发生器启动使溶液以一定频率震动,加速溶液与石墨颗粒反应。


46    一种石墨烯的制备方法   

方法包括步骤:通过磁控溅射在绝缘体或半导体上制备一层C掺杂Ni薄膜(C‑Ni薄膜),对C‑Ni薄膜进行快速热退火处理,在薄膜C‑Ni薄膜上层或薄膜与基底界面处生成石墨烯,通过改变C‑Ni薄膜的制备条件以及退火条件,可以控制石墨烯的层数和质量。在绝缘体或半导体基底上直接制备石墨烯或掺杂石墨烯,可以避免其转移过程,可以避免对石墨烯引入杂质或褶皱等缺陷。


47    一种磁性石墨烯及其制备方法 

包括:将氧化石墨烯加入油胺和二苄醚中,混合均匀后得到分散体A;将Fe(acac)3溶解到分散体A中,搅拌/超声处理分散均匀制得分散体B;然后将获得的浅棕色分散体B转移到密闭高压容器中,然后用氮气/氩气冲洗以除去痕量的氧气和水分,制得分散体C;将分散体C进行热还原,并在该温度下老化,制得分散体D;反应结束后,将分散体D冷却至室温。加入乙醇提取产物,然后离心回收数次以去除残留试剂。本发明制备方法简单高效、成本低、可大规模生产,得到的磁性石墨烯具有良好的铁磁性能。该过程发生在密闭高压容器中,可以抑制组分挥发且高温条件有利于提高磁性。


48    一种石墨烯材料的制备方法 

采用CVD法可在金属表面生长大面积的石墨烯,经CVD生长后将石墨烯转移到绝缘基底上并进行图形化工艺。为避免转移过程都会对石墨烯造成沾污并引起晶格缺陷问题,提出了直接在绝缘衬底上生长石墨烯薄膜的方法,然而直接生长的石墨烯薄膜仍需后续图形化工艺。本发明专利采用CVD法在铜箔上制备单层石墨烯薄膜,如图所示为CVD仪器的结构图,主要由气源(CH4,H2和Ar)、流量计、石英炉管、加热温控系统和真空系统组成,CVD仪器在制备石墨烯薄膜方面具有较高的灵活性,可通过调整各项参数来获得高质量的石墨烯薄膜。


49    一种三维分级多孔石墨烯及其制备方法和应用    

包括如下步骤:(1)以金属为阳极,在水或水溶液中进行电解;电解结束后进行固液分离,得到金属氧化物纳米颗粒;所述金属的标准氧化还原电势&lt;0V;(2)在所述金属氧化物纳米颗粒的表面修饰有机配体,得到组装体;(3)对所述组装体依次进行碳化、去除金属氧化物纳米颗粒、石墨化,得到三维分级多孔石墨烯。本发明的制备方法通用性好,制备出的三维分级多孔石墨烯材料石墨化程度高、导电性优异、孔道结构丰富多样且互相贯通,在载药、废水处理、能源的存储与转化、催化等领域具有广阔的应用前景。


50    高效防腐用表面修饰的超大尺寸石墨烯及其制备和应用    

所述还原剂与超大尺寸氧化石墨烯的质量比为(8~15):1;所述还原剂为酸酐与电活性单体反应产物。将制备的表面修饰的超大尺寸石墨烯形成分散浆料后具有广泛适用性,适用于水性环氧树脂体系、水性丙烯酸树脂体系、水性聚氨酯体系,给大规模生产节约了大量成本。


51    用于制备不同性能石墨烯的方法及应用    

包括氧化过程和热还原过程,所述热还原过程包括:通过调控热还原过程的工艺参数,制备不同性能的石墨烯产品,所述工艺参数包括还原温度或/和时间,所述性能通过指标参数表征,所述指标参数包括含氧量或/和比表面积。本发明通过调控氧化石墨烯在热还原过程的工艺参数,制备得到不同比表面积的石墨烯产品,从而可应用于不同的下游领域。


52    一种石墨烯及其制备方法与应用 

步骤:(1)以碳酸镁作为模板剂,采用流化床化学气相沉积法制备石墨烯与模板剂的复合物;(2)采用酸洗的方式去除所述石墨烯与模板剂的复合物中的模板剂,得到石墨烯;(3)向酸洗后的滤液中加入碳酸盐水溶液,通过再生得到碳酸镁,并将再生后所得碳酸镁循环至步骤(1)作为模板剂,以继续制备石墨烯。本发明所提供的方法易于控制,操作成本低且工艺简单,不但可以实现模板剂的循环利用,还可以实现利用流化床化学气相沉积法批量制备石墨烯,进而可大幅降低石墨烯的生产成本。


53    一种图形化生长垂直取向石墨烯的方法 

该方法包括如下步骤:在衬底上光刻出所需要的垂直取向石墨烯的图形;依次沉积氧化物牺牲层和金属牺牲层;通过超声进行剥离,使图形区域的衬底显露出来,而非图形区域被氧化物/金属双牺牲层覆盖;使用等离子增强化学气相沉积技术生长垂直取向石墨烯;牺牲层在垂直取向石墨烯生长结束后脱离衬底,用氮气将牺牲层残留物吹净。本发明采用氧化物/金属双牺牲层的方法减少了后续的光刻、刻蚀等工艺对垂直取向石墨烯造成的沾污与破损,且图形化精细度高,具有重要的应用价值。


54    一种连续化制备粉体石墨烯的方法及石墨烯  

由于石墨烯被不断从生长基体中带出,生长基体中始终有新的界面与生长气体发生反应,从而生成新的石墨烯,继而被惰性气体带出。制备出来的石墨烯片径为10μm~1cm,导电率达到105~106S/m。通过控制通入气体的流量大小和生长温度,可以使生长速率和吹出速率达到平衡,从而实现连续化可控生长;通过调控气泡大小,来控制石墨烯的片径大小。只要保持温度和碳源供给,整个系统可以持续生长,并保证产出的石墨烯质量稳定,从而实现工业化大批量生产。


55    石墨烯合成设备及利用其的石墨烯合成方法 

包括:合成炉,所述合成炉具有炉腔、第一进气口、第一出气口和排液口,所述第一进气口、所述第一出气口和所述排液口中的每一者与所述炉腔连通,所述第一出气口位于所述第一进气口的上方,所述排液口在上下方向上位于所述第一出气口与所述第一进气口之间;加热装置,所述加热装置与所述炉腔配合以便能够对所述炉腔进行加热;和气体喷枪,所述气体喷枪设在所述第一进气口处,以便能够将反应气体通入所述炉腔内。因此,根据本发明实施例的石墨烯合成设备具有操作简单、生产效率高和成本低的优点。


56    一种小尺寸石墨烯的制备方法    

制备方法:步骤1:通过电镀法在铝膜二氧化硅薄板上镀铜,制作基底;步骤2:惰性气体的保护下将基底放入反应室内预热;步骤3:通入惰性气体、和含碳有机气态物质的混合物进行碳化处理;步骤4:取出基底放入混酸溶液中处理,然后水洗至中性,过滤、烘干后得到小尺寸石墨烯。本发明可用于制备出纯度高,尺寸小,分布均匀,可控性好等优点的小尺寸石墨烯。且本方法耗能较低,原材料环保,价格低廉。一种小尺寸石墨烯,外观为透明状薄膜,微观形貌为小尺寸石墨烯,横向尺寸50nm~200nm,碳含量高达92%以上。


57    一种激光诱导工业大麻制备石墨烯材料的方法   

以工业大麻的麻皮、麻杆及麻根等为包括碳前体的材料,利用激光诱导石墨烯技术使其诱导还原转化为石墨烯,可实现包括石墨烯、石墨烯量子点、石墨烯介孔材料以及其他石墨烯复合材料的制备。本发明方法所需的原材料绿色、环保,制备过程简单、高效,生产成本低,适用于各种石墨烯材料的批量化生产。


58    一种介孔石墨烯的制备方法

首先将镁粉和碳酸盐粉末混匀,混匀后压块,所得压块置于密闭容器的内胆中;将装有镁和碳酸盐压块的密闭容器置于高温炉中进行升温反应,反应后冷却至室温,得到黑灰色粉末;所得黑灰色粉末与稀酸反应,反应后采用去离子水抽滤洗涤至中性,所得滤饼干燥后得到介孔石墨烯。本发明技术方案能够有效解决石墨烯制备过程普遍存在的片层堆积和团聚问题;另外,本发明制备反应过程不需要氩气保护,镁粉利用率高,成本低,易于规模化生产和推广,制备所得石墨烯介孔丰富,具有优异的电化学稳定性,能够广泛应用于电化学储能电极材料及催化材料等。


59    一种自蔓延合成多孔石墨烯的制备方法  

首先将镁粉和其它金属粉末研磨混合均匀,所得混合粉置于坩埚内,将坩埚置于密闭的容器中,并在混合粉内埋入电阻丝;然后向坩埚内通入二氧化碳气体,通过调节电流的大小,使电阻丝发热,采用发热的电阻丝引燃混合粉;混合粉迅速燃烧完成,反应过程中发出耀眼的白光,并放出大量的热,放出的热量足以维持反应物继续反应直至反应结束,生成大量黑色产物,最后依次采用稀酸溶液反应、去离子水洗涤、干燥,得到多孔石墨烯。本发明制备方法简单易行、成本低、产率高,且产物石墨烯杂质少,具有极大的比表面积。


60    一种石墨烯的制备方法  

石墨烯的制备方法包括:沉积步骤和刻蚀步骤。沉积步骤包括:通过化学气相沉积在衬底上沉积石墨烯。刻蚀步骤包括:采用水蒸气对石墨烯表面的无定形碳进行刻蚀,水蒸气的温度不低于750℃。该制备方法能够有效去除石墨烯表面的无定形碳,使得生长得到的石墨烯薄膜的覆盖率高、质量佳且洁净度高。

购买理由

高密度高强度石墨国内外研发现状

    美国POCO Graphite Inc 利用超细粉石墨材料在2500℃以上,压力作用下的蠕变特性,成功开发再结晶石墨。再结晶石墨是在高温高压下使多晶石墨晶粒长大并走向排列而得到的高密度材料,石墨体内的缺陷(砂眼、裂纹等)消失,体积密度可达到1. 85-2.15g/cm3


   日本住友金属公司用MCMB 成功研制体积密度1.98-2.00g/cm3高密度各向同性石墨。日本无机材料研究所在沥青的苯不溶物添加油和1, 2一苯并菲等高沸点有机化合物,加热至350-600,制成粒径>1-100 的MCVIB 在4MPa的成型压力下成型,石墨化后得到高密度各向同性石墨。


  揭斐川电气公司用B阶缩合稠芳多核芳烃(COPNA)树脂为原料,在200 模压成型,固化后,再在400-500的条件下和非氧化性气氛中热压处理,经过后续工作得到高石墨化、导热性和导电性俱佳的高强高密(1. 85g/cm3) 石墨材料。


与发达国家相比还有很大差距

      然而,尽管天然石墨是中国的优势矿物资源,储量、产量、国际贸易量均居世界前位,但中国的石墨产业布局严重畸形的局面却亟待改变。民进中央长期调研发现,长期以来国内石墨产业矿产资源资料落后,生产品级划分不严,浪费严重,基本上处于采选和初加工阶段,技术严重落后,产品绝大部分为普通中高炭矿产品。值得注意的是,日、美等发达国家将天然石墨作为战略资源,却利用中国的廉价原料,深加工成能够在电子、能源、环保、国防等领域应用的先进石墨材料,以极高的价格占领国际市场并返销中国。


      我国石墨主要出口国家分别是美国、日本、韩国、德国等,每年出口量占世界各国总出口量的80%以上。日本是全球最大的石墨进口国,其中98%从我国进口,美国天然鳞片石墨完全依靠进口,其中48%来自我国。我国石墨初级产品的出口国又恰恰是我国高附加值石墨产品的进口国。在我国大量出口石墨初级产品的同时,美、日、韩等发达国家却早早把石墨列为战略资源,严格控制开采,以采代购



高纯石墨    发展高附加值石墨制品的关键

       中国生产的天然石墨产品中,绝大部分是最初级的加工产品。这些初级加工产品,都面临着产能过剩的问题,而产能过剩又压制了价格。伴随初级产品出口为主,中国石墨的高附加值产品研发和生产则明显缺失,随着科学技术的不断进步,高纯微细石墨的用途越来越广。普通的高碳石墨产品已不能满足原子能,核工业的飞速发展急需大量的高纯石墨。


       据2011年不完全统计,中国高纯石墨年需求量约为20万吨左右。国外以其技术优势在高纯石墨方面占据领先地位,并在石墨高技术产品方面对中国进行禁运。目前中国高纯石墨技术只能勉强达到纯度99.95%,而99.99%乃至以上的纯度只能全部依赖进口。2011年,中国天然石墨产量达到约80万吨,均价约为4000元/吨,产值约为32亿元。目前,进口99.99%以上高纯石墨的价格超过20万元/吨。其进出口由于技术壁垒导致的价差非常惊人


加强技术研发,提高产品质量

       高密度高强度石墨较传统石墨除了具有高密度,高强度的强度外,还具有良好的热稳定性。良好的热稳定性是使石墨高温使用中抗氧化性能大幅度提高,特别在模具行业,比传统石墨可延长20-50% 的寿命        


       对于中国石墨行业而言,技术进步是其发展的重心和关键。许多国家,尤其是一些发达国家,不断致力于提高技术水平来开发石墨新产品和新用途,甚至由于多年积累,已经形成寡头垄断的态势。例如氟化石墨主要由美、日、俄生产;膨胀石墨主要由美、日、德、法等国垄断;其中高纯膨胀石墨只有日本生产。


        近几年,我国涌现出许多石墨新技术和优秀科技成果,高纯石墨材料开发与应用取得了可喜的进步。只有不断依靠技术创新提高企业核心竞争力作为生存发展之道,不断培育技术人才,加大科技投入,提高科技转化、创新能力,才是石墨企业发展的根本。  为帮助国内石墨生产企业提高产品质量,发展高端产品,我们特收集整理精选了本专集资料。






    


    

内容介绍

                        石墨提纯 现有工艺存在缺陷


     随着技术的不断发展,通过选矿工艺得到的鳞片状高碳石墨产品己不能满足某些高新行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中,酸碱法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法   


       1、 浮选法:是利用石墨的可浮性对石墨进行富集提纯,适应于可浮性好的天然鳞片状石墨,石墨原矿经浮选后最终精矿品位通常为90%左右,有时可达94%~95% 。使用此法提纯石墨只能使石墨的品位得到有限的提高,是因为部分硅酸盐矿物和钾、钠、钙、镁、铝等化合物里极细粒状浸染在石墨鳞片中,即使细磨也不能完全单体解离,所以采用选矿方法难以彻底除去这部分杂质。        


       2、 酸碱法:是当今我国高纯石墨厂家中应用最广泛的方法,其原理是将NaOH与石墨按照一定的比例混合均匀进行锻烧,在500-700℃氯化焙烧法的高温下石墨中的杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠发生化学反应,生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠,然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的;另一部分杂质如金属的氧化物等,经过碱熔后仍保留在石墨中,将脱硅后的产物用酸浸出,使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属盐,而石墨中的碳酸盐等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相,再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离,从而达到提纯的目的。但是此种提纯方法的缺点在于需要高温锻烧,设备腐蚀严重,石墨流失量大以及废水污染严重,且难以生产碳含量99.9%及以上的高纯石墨。        


       3、 氢氟酸提纯法:是利用氢氟酸能与石墨中几乎所有的杂质反应生成溶于水的化合物及挥发物,然后用水冲洗除去杂质化合物,从而达到提纯的目的。使用氢氟酸法提纯石墨,除杂效率高、能耗低,提纯所得的石墨品位高、对石墨的性能影响小。但由于氢氟酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设备要求严格导致成本升高;另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保环节的投入又使氢氟酸法的成本大大增加,如污水处理稍不到位,会对环境造成巨大污染。      


       4、氯化焙烧法是将石墨矿石在一定高温和特定的气氛下焙烧,再通入氯气进行化学反应,使石墨中的杂质进行氧化反应,生成熔沸点较低的气相或凝聚物的氯化物及络合物逸出,从而达到提纯的目的。由于氯气的毒性、严重腐蚀性和污染环境等因素,在一定程度上限制了氯化焙烧工艺的推广应用。


       5、高温法提纯石墨,是因为石墨是自然界中熔点、沸点最高的物质之一,熔点为3850 士50℃,沸点为4500℃,远高于所含杂质的熔沸点,它的这一特性正是高温法提纯石墨的理论基础。将石墨粉直接装入石墨士甘锅,在通入惰性保护气体和少量氟利昂气体的纯化炉中加热到2300~3000℃,保持一段时间,石墨中的杂质因气化而溢出,从而实现石墨的提纯。虽然高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨,但因锻烧温度极高,须专门设计建造高温炉,设备昂贵、投资巨大,对电力口热技术要求严格,需隔绝空气,否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化,温度越高,石墨的损失就越大。这种设备的热效率不高,电耗极大,电费高昂也使这种方法的应用范围极为有限,只有对石墨质量要求非常高的特殊行业(如国防、航天等)才采用高温法小批量生产高纯石墨。


      (二) 能耗石墨提纯技术 国内最新研制

     据恒志信网消息:针对石墨提纯现有技术存在的问题。武汉工程大学研制成功一种对天然石墨进行高纯度提纯的方法及装置。该方法能耗低,所得到的石墨的纯度高,其装置简单。


       与现有技术相比,新工艺的有益效果是:

       1、工艺新颖、装置简单、能耗低、升温迅速,是采用等离子体炬加热技术,利用热等离子体局部超过4000℃的高温,使石墨原料中的杂质在短时间内充分气化,实现提纯石墨目的,可以实现石墨的连续提纯。


       2、原理与现行高温提纯法一致,但由于是将石墨粉直接送入具有极高温度的等离子体焰流中直接加热,因此热利用率极高。而采用现有高温炉提纯,热能除了加热物料外更多的是在加热炉体,并被散发到环境中。

   

       3、采用新技术工艺,石墨的纯度高(碳质量含量≥98.7%)。初始碳质量含量90% 、粒度100目的石墨,经过一次提纯后碳质量含量98.7% ;经过第二次提纯碳质量含量99.5% 经过第三次提纯碳质量含量99.9%;如再经过几次循环石墨提纯到碳质量含量99.99%。


      资料中详细描述石墨提纯的方法及其装置,其能耗远低于现行高温提纯法。石墨的纯度高,装置简单。


       三)天然隐晶质石墨(矿)剥离提纯方法

       天然隐晶质石墨是我国的优势矿产资源之一,主要用于铸造、石墨电极、电池碳棒、耐火材料、铅笔和增碳剂等方面。隐晶质石墨晶体极小,石墨颗粒嵌于粘土中,很难分离。由于隐晶质石墨原矿品位高(一般含碳60%-80%),部分可达95%,平均粒径。.01-0.1μm,用肉眼很难辨别,故称隐晶质石墨,俗称土状石墨。与鳞片石墨相比,土状石墨碳含量高,灰分多,晶粒小,提纯技术难度大,使其应用范围受到极大限制。在我国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单子选后,直接粉碎成产品出售。因此天然隐晶质石墨资源得不到充分的利用,甚至盲目出口,造成资源的浪费。鉴于天然隐晶质石墨的技术含量和附加值极低,而我国市场需要的高纯超细石墨则多数依赖进口,开展天然隐晶质石墨的提纯新方法尤为紧迫。


      据恒志信网消息:湖南大学最新研制成功天然隐晶质石墨的提纯新方法,解决了现有技术中天然石墨矿,特别是隐晶质石墨提纯技术难度大、成本高、污染大、资源浪费严重的问题,适用于不同品味、不同矿质的天然石墨的提纯,且成本低,环境污染小,低能耗,简单易行,具有广泛的应用前景。


       天然隐晶质石墨的提纯新方法具有如下优点:

       1、新技术所采用的插层剂原料价格低,可循环使用或回收利用。


       2、新技术对石墨结构无明显破坏,也不会产生明显缺陷,对大尺寸鳞片石墨具有保护作用。


       3、新技术所生产的产品多元化(高碳石墨、高纯石墨、石墨烯和石墨烯纳米片) ,可根据市场需求调整产品结构。


       4、新技术可在现有石墨浮边生产线上增添一定工艺设备进行实施,工艺简单,设备要求低,条件温和,成本低。


       5、新技术不使用酸和碱,污染物产生少,对环境友好。


       6、新技术适用于不同的固定碳含量的天然石墨矿,也可用于与辉钼矿的剥离提纯。


       技术指标:原料:高碳隐晶质石墨粉(固定碳含量为43.2% 200目)

       成品:高纯石墨(碳含量99.95% ),石墨回收率72% 。


     【资料描述】

     资料中详细描述了天然隐晶质石墨的提纯新方法、矿浆液调制方法、超声剥离的矿浆液、浮选、提纯等等步骤、以及生产实施例等等。





           纯度≥99.999% 天然石墨高温提纯新技

      

   【石墨高温提纯技术背景

      石墨作为工业原料,尤其在一些特殊行业以及原子能工业、汽车工业、航天技术、生物技术等高新技术工业,不但对石墨的碳含量要求极高,同时也要求在石墨的成分中不能含有过多的微量元素,必须是99.9%以上的高纯度石墨,然而现在一般的天然石墨含碳量均无法满足这些行业对高纯度石墨的要求,目前对天然石墨采取的提纯法仍是利用石墨的耐高温的性能,从而使用高温电热法提高石墨纯度,由于此工艺复杂,需要建设大型电炉,电力资源浪费严重,同时需要不断通入惰性气体,造成成本高昂。尤其重要一点,是当石墨纯度达到99.93%时,己达到极限,无法使石墨的固定碳含量继续提高。目前对于氯气提纯尚未形成工业化生产。


      现有技术存在工艺复杂、对原料的颗粒选择过大等缺点。国内外有采用高温提纯天然鳞片石墨,即将天然石墨装入己石墨化过的石墨士甘塌内进行石墨化提纯,利用石墨士甘锅具有良好的导电、导热以及耐高温特性,石墨灰粉2700度以上高温气化逸出,该方法能将纯度提高至99.99% 以上,但高温石墨纯化存在纯化时间长、工艺流程复杂、要求较高的温度同时严重浪费电力资源,然而化学提纯石墨的方法由于工艺落后,对于小颗粒的石墨不能较好的回收,对环境造成污染,并且纯度亦不能满足市场对产品的需求。

         

     【高纯度天然石墨的提纯新方法 研制成功】

    据恒志信网消息:针对上述现有技术存在的问题中。国内新研制成功一种纯度高、工艺简单、节省电力资源、利于石墨回收的高纯度天然石墨的提纯方法。是采用高温提纯石墨的方法,经过高温反应、化学提纯、洗涤、脱水后获得高纯度的石墨,利用氧化剂、络合剂与天然石墨进行反应,去除原料中杂质,得到微量元素含量低,性能稳定的石墨。新工艺对含碳量>60%的石墨原料进行纯化,得到纯度大于99.9991%,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨,具有工艺简单,易于操作,生产效率高,耗电量低,不需要大型的加工设备,节约生产成本。


   【新技术优点

      在石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。


       1、新提纯工艺利用氧化剂和络合剂与天然石墨原料进行化学反应,去除原料中Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO 等杂质,从而生产出微量元素含量低,性能稳定的产品。而现有国内石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。


      2、目前国内大多在提纯过程中采用自来水用于石墨的提纯工艺中,由于一般的水质中均含有Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等离子物质,不利于去除石墨中本身所含有的Si02 A1203 MgO CaO P205 、CuO等杂质,新技术方案的工艺中采用经过离子交换树脂处理过的不含Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子的纯水,更好的去除石墨中所含有的Ca2+Mg2+、CL-、Si2+ 等杂质离子,同时可以使石墨中的pH 值达到6.4-6.9 。从而得到纯度高达99.999% 以上,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨。
 

      3、新技术方案工艺中将反应釜内的温度加热至85-90℃,可以是石墨与所加入的氢氟酸、盐酸、硝酸和乙二胺四乙酸与石墨中的所含的Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子能够进行充分的化学反应,通过洗涤、脱水后,去除石墨中含有的Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO等杂质,新技术方案中所选用的温度范围,并按照所述的温度范围进行提纯,能够使提纯达到最佳效果。络合剂具有分散、悬浮作用和很强的络合能力,在较小用量甚至极小用量就能达到需要的络合程度,络合剂还能有Ca2+、Mg2+等金属离子发生络合,形成金属络合物,从而达到去除金属离子的目的。


      4、新技术方案工艺中加入的络合剂能是络合剂与石墨中的Ca2+Mg2+等离子发生络合,形成金属络合物,通过洗涤、脱水去除石墨中含有的Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO等杂质,技术方案选用合适的络合剂,并按照所述的比例加入进行提纯够进一步提高纯化的效果.


      5、新技术工艺可对粒度为100-10000目,含碳量>60% 的石墨原料进行纯化,得到纯度为99.999% 的石墨成品,具有工艺简单,易于操作,反应时间短,生产效率高,耗电量低,在提纯过程中不需要大型的加工设备,节约生产成本。所得产品可应用于电子工业、国防尖端工业、化学分析工业、核工业、航天工业等高科技领域。


       【高纯度天然石墨的提纯方法】部分摘要


    提纯步骤为:

    步骤一、取含碳量>60% 的石墨400公斤,放入反应釜Ⅰ内,按石墨的重量百分比依次加入30公斤乙二胺四乙酸、50公斤氢氟酸(浓度40%)、2公斤硝酸(浓度98%)。盐酸(浓度30%),后加入100L水,开机搅拌,转速200转/分钟,搅拌时间20分钟;
        

    步骤二、升温反应,开启反应釜上温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应4小时,反应过程中每隔50分钟搅拌一次,每次搅拌时间3分钟,搅拌速度200转/分钟,反应完成后,再静置3小时,静置完成后排出反应釜内尾气,制得混合料浆A;


    步骤三、将混合料浆A 置入冷却塔Ⅱ内,向冷却塔Ⅱ内注入重量为混合料浆A两倍量的纯水,形成混合料浆A-2,边注水边搅拌,搅拌速度200转/分钟,搅拌至冷却塔II内的温度降至35℃止,完成降温后,打开冷却塔II 的放料阀,将混合料浆A-2 置入洗涤器Ⅲ内;


    步骤四、将混合料浆A-2置入洗涤器Ⅲ中后,向洗涤器Ⅲ中注入纯水,边注水边洗涤,洗涤器Ⅲ的洗涤转速500转/分钟,洗涤至混合料浆A-2 的pH值呈6.4止,后将洗涤器III的转速设置为1000转/分钟,进行离心脱水,脱水至混合料浆A-2的含水量为20%止,停止脱水,制得混合料浆B;


    步骤五、混合料浆B 重新放入反应釜Ⅰ内,按石墨重量百分比加入80公斤硫酸(浓度98%)、40公斤氢氟酸(浓度40%),然后加入纯水100L,搅拌20分钟,搅拌速度为200转/分钟;


    步骤六、第二次升温反应,开启反应釜的温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应2小时,反应过程中每隔1小时进行一次搅拌,每次搅拌时间3分钟,每次搅拌速度为200转/分钟,反应结束后,关闭电源,打开反应釜I 上的尾气排放阀,将反应釜I内的废气排出,制得混合料浆C;


      步骤七、
步骤八、步骤九、步骤十、步骤十一、步骤十二

         ...............略      详细步骤请见本资料专集


       步骤十三、将脱水后的混合料浆H 送至烘干设备上烘干,烘干温度为150-350 ℃,烘干后的含水量<0.1% ,碳含量为99.9991% -99.9995%,制得产品;

      

     【资料描述

    资料中详细描述了高纯度天然石墨的提纯技术的制备方法、现有技术所存在的问题,性能和优点、实施例等等。

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