Preparación de grafito natural a grafito expandible, expandido y flexible

Hoy en día, en el rápido desarrollo del campo de la ciencia, el grafito, como un importante material inorgánico no metálico, se usa ampliamente en los campos de la metalurgia, la química, los semiconductores electrónicos, la nueva energía, etc. En este artículo, presentaremos algo sobre Grafito expandibleGrafito expandido y Grafito flexible Así como sus métodos de la preparación, y esperamos que nuestros clientes pueden tener una mejor comprensión de estas categorías del grafito.

The detailed step of how to make flexible graphite from natural graphite

Preparación de grafito expandible-grafito expandido-grafito flexible

Preparación de grafito expandible

El grafito natural en escamas es un mineral que se forma a través del metamorfismo geológico a largo plazo de las rocas carbonosas. Es una clase de grafito cristalino natural con una escala de pescados como aspecto. Pertenece al sistema de cristal hexagonal y presenta una estructura en capas. Mientras que el grafito expandible es un compuesto de capa intermedia de grafito no expandido que se obtiene tratando el grafito en escamas cristalino natural con un agente oxidante ácido. También se conoce como ácido de grafito, grafito acidificado u óxido de grafito.

La preparación de Grafito expandible Incluye principalmente método químico, método electroquímico, método de microondas, método de explosión y método de volatilización en fase gaseosa. Estos métodos físicos o químicos permiten que los reactivos que no son de carbono se inserten en las capas intermedias de grafito, manteniendo al mismo tiempo la estructura estratificada de grafito y la unión con el plano de la red hexagonal de carbono. Entre ellos, la oxidación química y los métodos electroquímicos son los métodos más comúnmente utilizados y ambos métodos se han industrializado.

Método químico de la oxidación

Dado que el grafito es un material no polar, es difícil intercalar capas usando ácidos orgánicos o inorgánicos con baja polaridad. Por lo tanto, se necesitan oxidantes fuertes para abrir las capas de grafito. Entre ellos, los oxidantes más comúnmente utilizados son el ácido nítrico y el permanganato de potasio.

Bajo la acción de oxidantes fuertes, se forman grupos funcionales que contienen oxígeno en la superficie y los bordes de las capas de grafito. Estos grupos funcionales pueden reaccionar con el intercalador para permitir que entren en las capas intermedias de grafito. Los productos de reacción se filtran después, se lavan y se secan para obtener grafito expandible.

Método electroquímico

Coloque el grafito en el electrolito y luego aplique un voltaje externo para permitir que los electrones se transfieran entre la superficie del grafito y el electrolito, causando así la reacción redox. Los productos de reacción se filtran después, se lavan y se secan para obtener grafito expandible.

A pile of graphite powder is placed on the desk.
Preparación de grafito expandido

Cuando el grafito expandible se calienta rápidamente a altas temperaturas, la fuerza de expansión generada por la vaporización térmica del inserto de capa intermedia puede superar las fuerzas intermoleculares que unen las capas de grafito entre sí, haciendo que las escamas de grafito se expandan a lo largo de la dirección del eje c de decenas a cientos de veces, y se expandan completamente a 1000 °C. El grafito expandido tiene una forma similar a un gusano y exhibe un gran número de estructuras microporosas únicas similares a una red, que muestran una forma fibrosa similar a un gusano. Por lo general, se llama grafito expandido (EG) o grafito tipo gusano.

Evenly placed expanded graphite
Preparación del grafito flexible

El grafito expandido se presiona o calandra, y los gusanos se engranan, formando rollos o láminas de grafito. Estos rollos u hojas son Grafito flexible, También conocido como papel/lámina de grafito. Este material agrega su flexibilidad, resistencia y propiedades de sellado únicas y se puede convertir en productos flexibles de grafito y productos de sellado de grafito.

2 methods for flexible graphite preparation

Formado prensado (izquierda) y calandrado (derecha)

Flexible graphite papers are displayed in a fan-shape.