目前对二元石墨插层化合物的研究比较充分,对多元石墨插层化合物的研究较少。前者只有一种物质进入石墨层内,后者涉及层间物质的相互作用,情况比较复杂。
现有制备石墨插层化合物的方法一般有电解法和化学氧化法两种。前者对设备要求较高,影响产品质量的因素较多,有时环境温度的提高会使产物的可膨胀石墨的层状结构a)石墨的平面结构b)石墨C轴的重复结构体积大幅度下降。常见的化学氧化法分别有混合酸氧化法,高锰酸钾或重铬酸钾氧化法,前者使用浓硝酸与浓硫酸,缺点是反应时温度高,环境气氛恶劣,反应中产生的氮氧化物严重污染环境;高锰酸钾或重铬酸钾氧化法虽然可控制在常温下反应,但成本高,产物膨胀后的灰分相对较高。本文研究了石墨插层化合物的过氧化氢氧化法制备及其可膨胀容积的后处理增强方法,即在过氧化氢化学氧化条件下使石墨与硫酸反应,方法简单方便,产物具有较高的可膨胀体积。
这表明过氧化氢法制备简单方便,产物的可膨胀体积明显优于混合酸法并可与高锰酸钾法相比拟,但成本却比高锰酸钾法要低得多。本法的另一个优点是:一旦由于具体操作上的偶然因素,如过氧化氢和硫酸出发浓度过份偏低或其他一时不明原因的疏忽而引起产物可膨胀容积有所下降,此时,可通过在初始产物(即水洗前的“泥浆物”)中额外添加占石墨原料重量1―2%的高锰酸钾固体粉末并充分搅拌,以协同过氧化氢增强体系氧化和加成反应能力,使产物的可膨胀体积增加20―30%,显然这种处理方式对实际生产具有现实意义。