剝離石墨及功能石墨片材的低碳環保制備

趙雪松，陳小峰

（南通星球石墨股份有限公司，江蘇 南通 226541）

引言

柔性石墨薄膜是由石墨粉制備而成，具有良好的壓縮和恢復功能，導熱性和導電性良好[1-2]。石墨薄膜廣泛用于生產不同類型的密封材料、電磁干擾屏蔽、加熱元件、電容器電極、集流器和高質量石墨烯[3]。傳統的石墨層間化合物生產工藝包括：以天然鱗片石墨為原料合成石墨層間化合物（GICs），對石墨層間化合物進行高溫或微波處理得到石墨層間化合物，再對石墨層間化合物進行無黏結劑壓縮得到石墨層間化合物。剝離石墨的制備方法影響著石墨薄膜的柔韌性、導熱性和電導率。在熱剝離過程中，隨著插層劑的分解，剝離石墨主要是在高溫下快速產生氣體。與電化學剝離類似，石墨的剝離也可以主要通過層間化學反應的氣體逸出來實現，這種方法就是化學剝離。由于剝離過程是在常溫下進行的，化學剝離在高溫爐中比常規方法具有更節能的特點，近年來受到了廣泛的關注[4-5]。

本文在H2O2與濃H2SO4共二元體系制備剝離石墨時，隨著H2O2用量的增加，鱗片石墨在室溫下脫落，探討了H2SO4和H2O2的用量、環境溫度對制備室溫剝離石墨（RTEG）的影響。因此，本文提出了一種全過程不產生有害氣體和廢水排放的綠色剝離石墨制備方法。特別是通過設計RTEG 脫硫路線，實現了低溫蒸餾回收H2SO4，該方法適用于大規模工業實施。

1 材料與方法

1.1 材料

采用星瑞公司的天然石墨片（直徑小于300 mm，碳質量分數>99%），硫酸（Aldrich，實驗室試劑……