1) Wprowadzenie rozszerzalnego grafitu
Grafit rozszerzalny, znany również jako grafit elastyczny lub grafit ślimakowy, to nowy rodzaj materiału węglowego. Grafit ekspandowany ma wiele zalet, takich jak duża powierzchnia właściwa, wysoka aktywność powierzchniowa, dobra stabilność chemiczna i odporność na wysoką temperaturę. Typowy proces przygotowania grafitu ekspandowanego polega na zastosowaniu naturalnego grafitu płatkowego jako materiału, najpierw wygenerowaniu grafitu ekspandowanego w procesie utleniania, a następnie spienianiu go w grafit ekspandowany. W przypadku wysokiej temperatury ekspandowany materiał grafitowy może natychmiast zwiększyć swoją objętość 150 ~ 300 razy i zmienić formę z płatkowej na robakowatą, dzięki czemu struktura jest luźna, porowata i zakrzywiona, powierzchnia jest rozszerzona, a energia powierzchniowa ulega poprawie siła adsorpcji grafitu płatkowego jest zwiększona, a grafit podobny do robaka może być osadzony sam w sobie, dzięki czemu materiał ma funkcje zmniejszające palność, uszczelniające i adsorpcyjne i jest szeroko stosowany w dziedzinach życia, wojsku i ochrony środowiska , przemysł chemiczny i tak dalej.
2) Metoda przygotowania grafitu ekspandowanego
W przypadku grafitu ekspandowanego najczęściej stosuje się utlenianie chemiczne i utlenianie elektrochemiczne. Tradycyjna metoda utleniania chemicznego ma prosty proces i stabilną jakość, ale istnieją pewne problemy, takie jak marnowanie kwasu i wysoka zawartość siarki w produktach. Metoda elektrochemiczna nie wykorzystuje utleniaczy, roztwór kwasu można wielokrotnie poddawać recyklingowi, przy niskim zanieczyszczeniu środowiska i niskim koszcie, ale wydajność jest niska, a wymagania dotyczące materiałów elektrodowych są wysokie. Obecnie ogranicza się to jedynie do badań laboratoryjnych. Oprócz różnych metod utleniania, obie metody wymagają tej samej obróbki końcowej, takiej jak odkwaszanie, przemywanie wodą i suszenie. Metoda utleniania chemicznego jest dotychczas najpowszechniej stosowaną metodą. Proces jest dojrzały i został szeroko spopularyzowany i zastosowany w przemyśle.
3)Różnica między grafitem ekspandowanym a grafenem
Grafen i grafit ekspandowany mają różne właściwości zarówno pod względem struktury materiału, jak i zakresu zastosowań. Grafit ekspandowany może być stosowany jako surowiec do produkcji grafenu. Na przykład metodę Hummersa można zastosować do otrzymania tlenku grafenu poprzez ultradźwiękową ekspansję tlenku grafitu. Kiedy ekspandowany grafit zostanie rozciągnięty na jeden kawałek, staje się grafenem. Jeśli rozłoży się go na kilka warstw, będzie to kilka warstw grafenu. Nanoarkusze grafenu można przygotować z kilkunastu do 30 warstw.
4) Praktyczne obszary zastosowań grafitu ekspandowanego
1. Zastosowanie materiałów medycznych
Opatrunek medyczny wykonany z grafitu ekspandowanego może zastąpić większość tradycyjnych gazi ze względu na wiele doskonałych właściwości.
2. Zastosowanie materiałów wojskowych
Ekspandowany grafit jest kruszony na drobny proszek, który ma silne właściwości rozpraszania i absorpcji fali podczerwonej. Przekształcenie drobnego proszku w doskonały materiał ekranujący podczerwień odgrywa ważną rolę w fotoelektrycznych środkach zaradczych we współczesnej wojnie.
3. Zastosowanie materiałów ochrony środowiska
Grafit ekspandowany jest szeroko stosowany w dziedzinie ochrony środowiska ze względu na jego niską gęstość, nietoksyczny, wolny od zanieczyszczeń, łatwy w obróbce i doskonałą adsorpcję.
4. Materiały biomedyczne
Materiał węglowy ma doskonałą kompatybilność z ludzkim ciałem i jest dobrym materiałem biomedycznym. Jako nowy rodzaj materiału węglowego, ekspandowany grafit ma doskonałe właściwości adsorpcyjne dla makrocząsteczek organicznych i biologicznych. Ma dobrą biokompatybilność, jest nietoksyczny, pozbawiony smaku i nie ma skutków ubocznych. Ma szerokie perspektywy zastosowania w materiałach biomedycznych.
Czas publikacji: 17 maja 2022 r