本書介紹了三種新型膨脹石墨基功能材料, 一是在膨脹石墨中負載光催化劑ZnO, 制備EG/ZnO復合材料 ; 二是對膨脹石墨進行超生波振蕩剝離, 制備納米石墨片 ; 三是對膨脹石墨和金屬混合物進行機械球磨, 制備碳/金屬復合納米結構材料。介紹了EG/ZnO對水中有機污染物的吸附與降解性能, 以及納米石墨片及碳/金屬納米結構材料作為潤滑油添加劑的摩擦學性能。
第pan>章緒論
11EG的制備
12EG的多孔結構
13EG的應用
13pan style="font-family:宋體">新型密封材料
132絕熱阻燃材料
133新型導電材料
134吸附材料
135潤滑材料
136發(fā)熱材料
14EG復合材料
141EG/光催化劑復合材料
142EG基低密度炭/炭復合材料
143EG/聚合物復合材料
pan style="font-family:宋體">納米石墨片的制備
15pan style="font-family:宋體">爆炸法
152超聲波法
153脈沖激光液相沉積法
154電化學法
155機械球磨法
pan style="font-family:宋體">球磨制備碳納米結構材料
pan style="font-family:宋體">本書的選題背景及研究內(nèi)容
第2章實驗方法與設計
2pan style="font-family:宋體">樣品的制備
211EG的制備
21pan style="font-family:宋體">對天然石墨插層制備EG
21pan style="font-family:宋體">對可膨脹石墨插層制備EG
21pan style="font-family:宋體">對EG插層制備EG
2pan style="font-family:宋體">納米石墨片的制備
213EG/ZnO的制備
2pan style="font-family:宋體">球磨EG樣品的制備
22樣品表征方法
23樣品能測試
231EG/ZnO對水面原油的吸附與降解能
232EG/ZnO對水中甲基橙的吸附與降解能
233摩擦能測試
24本章小結
第3章膨脹石墨/ZnO復合材料的制備及其吸附與降解能
31EG/ZnO復合材料的結構表征
311 SEM分析
3pan style="font-family:宋體">結構參數(shù)分析
32EG/ZnO復合材料的吸附與降解能
32pan style="font-family:宋體">三種EG/ZnO的吸附與降解能對比
322EG/ZnO對甲基橙的吸附與降解能
323EG/ZnO對吸附原油的降解能
323pan style="font-family:宋體">吸附與降解過程
3232紅外光譜分析
3233紫外-可見吸收光譜分析。
3234熒光光譜分析
3235油失重分析
33本章小結
第4章納米石墨片的制備及其結構與摩擦能
4pan style="font-family:宋體">納米石墨片的制備及結構表征
411GNpan style="font-family:宋體">的制備及結構表征
412GN2的制備及結構表征
413GN3的制備及結構表征
42納米石墨片的摩擦能
43本章小結
第5章球磨膨脹石墨的結構與摩擦能
5pan style="font-family:宋體">球磨的EG的結構表征
511 XRD分析
512 HRTEM分析
513 SEM分析
52球磨的EG的摩擦能
53本章小結
第6章球磨膨脹石墨/金屬的結構與摩擦能
6pan style="font-family:宋體">球磨EG/Fe的結構表征
611 XRD分析
612 HRTEM分析
62球磨EG/Ni的結構表征
621 XRD分析
622TEM分析
623拉曼分析
63球磨并退火EG/Ni的結構表征
631 XRD分析
632拉曼分析
633 SEM分析
634 TEM分析
64球磨EG/Ni的摩擦能
65本章小結
結論
本書主要創(chuàng)新點
參考文獻
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我國是天然石墨(Natural Graphite,簡稱NG)資源大國(世界上2/3的儲量在我國),但關于膨脹石墨(Expanded Graphite,簡稱EG)的研究卻比國外晚許多。EG是一種軟質新型碳素材料,它是20世紀70年代首先由美國聯(lián)合碳化物公司開發(fā),壓制成用于高溫或防腐蝕介質的密封材料,從此EG成為人們關注的焦點。人們相繼發(fā)現(xiàn)了EG優(yōu)良的導電、導磁、超導、儲氫、吸附等能:并相應地開發(fā)應用于高導材料、超導材料、電池材料、催化劑材料、儲氫材料、密封材料、吸附材料等領域。并于1978年將其引入我國,開始了對EG大量的理論與實際應用方面的研究。
1.1EG的制備
眾所周知,石墨晶體是一種層狀結構,在一個層面內(nèi)其碳原子以sp2雜化軌道和的三個碳原子形成共價鍵,并排列成六角網(wǎng)面結構面內(nèi)是作用很強的o鍵,結合力為586kJ/mol,在o鍵的作用下形成稠密而堅固的面,這些面互相重疊成層間結構。石墨層間的結合是借助于x電子的結合力,結合力很弱,只有17kJ/mol,層與層之間碳原子的距離為0.3354nm,較層面上碳原子之間的距離要大二倍多。這種強各向異在其反應中很好地得到反映,即攻擊面內(nèi)結合的那些反應難行,而擴展層間使反應物入的反應(插層)容行。這種層間反應的生成物稱為石墨層間化合物(Graphite Intercalation Compounds,簡稱GIC)。在插層反應是伴隨電荷的轉移,例如一些插入物(如堿金屬、Ca、Sm、K-Hg、KH等入后,石墨層間化合物中的這些物質提供電子(施主),石墨接收電子(受主),這種GIC稱為施主型。與之對應,某些插入物(如鹵素、MgCl2、AIBrs、CrO5、HNO5、H2SO4、HCIO4、HF)GIC被稱為受主型。另外一些插入物,如F(形成氟化石墨)、O(OH)(形成氧化石墨或石墨酸),與石墨共價鍵結合,這類GIC被稱為共價結合型。階數(shù)結構是GIC的特結構,它與插入物的種類及濃度有關,表示插入物將幾層石墨層夾在其行疊層。
和其他層狀材料類似,即天然硅酸鹽(如蛭石)和過渡金屬的硫族化物。膨括各層的分離,這種分離足以消除層間的結合力。為了這個目的,插層反應是必需的:加熱GIC導致插層物蒸發(fā),產(chǎn)生的氣壓使材料沿結晶軸方向劇烈膨化。根據(jù)加熱速率和達到的高溫度,膨化可分為可逆的和不可逆的。可逆的如溴-石墨化合物,在冷卻過程中,插層物的凝固導致膨化材料的坍塌。如果加熱溫度超過可逆的溫度,高度的膨化使得材料體積可增加300倍1-6句。
……