[其他]石墨層間化合物的制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85104942
• 申請(qǐng)日: 1985-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85104942B
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西田達(dá)也;藤井義勝;藤田淳;村越猛;山田和夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日立化成工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C01B31/04
• 分類(lèi)號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 全菁,吳大建

本發(fā)明是關(guān)于石墨層間化合物的制造方法。

石墨的碳原子六角環(huán)網(wǎng)狀平面具有多層疊置結(jié) 構(gòu)。層平面由于碳原子的原子間距小因而結(jié)合非常 牢固，形成致密的網(wǎng)狀平面。但垂直于層平面方向由 于碳原子間的距離大而結(jié)合卻很弱，因此，在適當(dāng)條 件下，酸、堿金屬、鹵族元素、氯化物等多種化學(xué)物質(zhì) 極易侵入石墨層間，和碳原子結(jié)合形成石墨層間化合 物。如果將這種石墨層間化合物加熱到適當(dāng)溫度，則 化合物瞬間即分解，浸入的化學(xué)物質(zhì)變成蒸汽逸散 掉，石墨在結(jié)晶的C軸方向膨脹10-400倍。眾所 周知，以這種膨脹石墨作原料，單獨(dú)地，或者和適宜的 結(jié)合劑一起壓縮成形，就可以得到柔軟性相當(dāng)好的石 墨板、石墨片、石墨帶等(參看日本專(zhuān)利特開(kāi)昭 54-141396號(hào)公報(bào)和美國(guó)專(zhuān)利第3,404,061號(hào) 說(shuō)明書(shū))。

這種石墨板、片、帶可用作墊片、襯板等密封材 料。

已知用于使石墨層間化合物形成的液狀氧化介 質(zhì)，是濃硫酸和硝酸、發(fā)煙硝酸、氯酸鉀、重鉻酸鉀、過(guò) 氯酸、磷酸、碘酸、過(guò)硫酸及其他化合物等以硫酸為主 體的多種物質(zhì)的組合，(參看特開(kāi)昭58-156515 號(hào)公報(bào))。

石墨層間化合物的制造方法，一般是將石墨浸漬 在上述多種組分的混合液中使之反應(yīng)，或者預(yù)先將濃 硫酸和石墨作成泥漿狀，再使其和硝酸等氧化劑起作 用，以形成酸處理石墨，然后將它投入水中使反應(yīng)停 止，并反復(fù)進(jìn)行脫水、水洗，從而得到所希望的石墨層 間化合物，(參看特公昭44-23966號(hào)公報(bào))。

這種已有方法的缺點(diǎn)是，由于要采用新的酸和氧 化劑的混合液，酸處理時(shí)的粘性大，操作性變壞，成形 后薄板的強(qiáng)度差，且每次處理都要使用新的酸，因而 生產(chǎn)成本增高，當(dāng)排放用過(guò)的廢酸時(shí)，為了中和還需 要用大量的中和劑等。

本發(fā)明的目的是提供能克服上述缺點(diǎn)的石墨層 間化合物的制造方法。

本發(fā)明提供的石墨層間化合物的制造方法，其特 征是將石墨放在液狀氧化介質(zhì)中進(jìn)行浸漬處理，使石 墨層間化合物形成后回收該氧化介質(zhì)，再用其中加有 新的液狀氧化介質(zhì)的混合溶液浸漬處理新的石墨。

本發(fā)明中使用的石墨，除一般公知的天然鱗狀石 墨外，還可以用集結(jié)石墨，熱分解石墨，而從容易弄到 手這點(diǎn)來(lái)看，希望用天然鱗狀石墨。

液狀的氧化介質(zhì)，使用來(lái)源于以濃硫酸及硝酸為 主成分之混酸(作為其它成分，還可加上述氯酸鉀、重 鉻酸鉀等氧化劑)的混液，如下所述，處理上述石墨。

將100份(重量)的上述石墨放在 200-500份(重量)濃硫酸和50-200份(重量) 硝酸的混合酸溶液(該配比是容易形成層間化合物的 范圍)中進(jìn)行浸漬混合處理形成混合物，然后用合適 的脫液裝置，例如，空吸過(guò)濾機(jī)、壓力過(guò)濾器、離心脫 水裝置將處理過(guò)的石墨和殘存處理液分離。此處，將 殘存處理液稱(chēng)為回收酸。隨后將100份(重量)的新 石墨，用100-200份(重量)的濃硫酸、 20-100份(重量)硝酸、200-400份(重量)上 述回收酸的混合液進(jìn)行處理。這種情況下，如果回收 酸不足200份(重量)，則混合物的粘度增大，作業(yè)性 變壞；如果超過(guò)400份(重量)則和石墨的反應(yīng)性降 低，侵入石墨層間的反應(yīng)物量不夠。濃硫酸及硝酸量 在上述范圍以外時(shí)，混液與石墨的反應(yīng)性也會(huì)降低。 用上述方法再次將處理過(guò)的石墨和殘存處理液分 離。以后多次重復(fù)，使用在回收酸中加新酸的混合 液，對(duì)新的石墨不斷地進(jìn)行酸處理。

表示被處理石墨反應(yīng)程度的標(biāo)準(zhǔn)，采用Ic(％) 為最方便。

Ic值是殘存在石墨層間的反應(yīng)物數(shù)量的測(cè)定 值，將處理過(guò)的石墨經(jīng)水洗、脫水后，在溫度低于 110℃的情況下除去附著在石墨粒子表面的水分測(cè) 得其重量W₁，然后再在350℃溫度下處理1小時(shí)，使石 墨層間的反應(yīng)物質(zhì)揮發(fā)，此時(shí)的重量為W₂，由W₁和 W₂用下式求出Ic值。