石墨提純方法現狀及發展趨勢

魏麗丹 張文斌

(黑龍江工業學院 環境工程系，黑龍江 雞西 158100)

1 石墨的結構

石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個六邊形)以共價鍵結合，構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬于導電體。石墨具有典型的層狀結構，其構造組成單位為碳。碳原子排列成六方網狀層，面網結點上的碳原子相對于上下鄰層網格的中心，下圖表示石墨晶體層狀結構中原子的中心位置和晶體結構。

2 石墨制品的用途

石墨是一種穩定的、可以導電的、具有層狀結構的非金屬材料，用途非常廣泛。首先可用于各種電材料如石墨乳、石墨電極、石墨零件，不僅僅是整塊石墨材料的導電性能優良，甚至單層石墨層(石墨烯)也具有相當優良的導電能力。石墨烯目前常用作鋰離子電池陰極材料、功能材料等[1],某些功能材料甚至于用在醫療領域[2]。石墨良好的力學性能可生產碳纖維材料，可膨脹性制備可膨脹石墨[3]，同時也用于做密封材料、碳分子篩和碳載體。由于熔沸點高，石墨在工業上用于生產耐火材料，包括耐火磚、坩堝、連續鑄造粉、鑄模芯、鑄模、洗滌劑和耐高溫材料。石墨與金剛石屬于同素異形體，可通過晶型轉化來生產金剛石[4]。

3 石墨提純方法及應用現狀

石墨是一種用途廣泛的非金屬礦物，近年來用途日趨廣泛，如石墨涂料、超細石墨拉絲、石墨烯，等等，對石墨純度的要求也越來越高。……