膨脹石墨作為一種新型功能性碳素材料，膨脹石墨(Expanded Graphite，簡(jiǎn)稱EG)是由天然石墨鱗片經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲(chóng)狀物質(zhì)。EG除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等優(yōu)良性能以外，還具有天然石墨所沒(méi)有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性、生物相容性、耐輻射性等特性。

目前，黑龍江石墨制備可膨脹石墨工藝仍存在膨脹體積小、氧化劑用量多、不易洗滌、蠕蟲(chóng)效果不好等問(wèn)題。

1、可膨脹石墨的制備

高純石墨：以莫桑比克安夸貝（Ancuabe）礦區(qū)大鱗片石墨礦浮選精礦為原料，篩分后得到+180μm粒級(jí)產(chǎn)物，采用HF-HNO3混酸法提純，制得固定碳含量為99.58%的高純石墨。

可膨脹石墨：稱取3g高碳大鱗片石墨，加入一定量的K2Cr2O7/HClO4/H3PO4氧化插層劑，攪拌均勻后，放在一定溫度下的水浴鍋中，反應(yīng)一段時(shí)間，洗滌至中性，烘干制得可膨脹石墨。

2、氧化插層劑種類對(duì)石墨膨脹體積的影響

雞西石墨固定試驗(yàn)條件：天然鱗片石墨3g，重鉻酸鉀0.3g，高氯酸15mL，磷酸5mL，烘干溫度60℃，反應(yīng)溫度40℃，時(shí)間1h。

當(dāng)氧化插層劑為K2Cr2O7/HClO4/H3PO4時(shí)，石墨膨脹效果更好。K2Cr2O7作為氧化劑與天然鱗片石墨發(fā)生反應(yīng)，破壞石墨層間的范德華力，為插層劑的插入提供了空間條件。HClO4提供酸性環(huán)境的同時(shí)，又作為氧化劑和插層劑，能夠促進(jìn)石墨層間的打開(kāi)。H3PO4作為大基團(tuán)插層劑，電離生成的H2PO4-、HPO42-和PO43-填充在氧化石墨層間，協(xié)助進(jìn)一步擴(kuò)大層間距離。

可膨脹性石墨薄片的膨脹特性不同于其他膨脹劑，受熱達(dá)到一定溫度時(shí)，由于吸留在層間點(diǎn)陣中化合物分解，可膨脹石墨便開(kāi)始膨脹，稱為起始膨脹溫度，在1000℃時(shí)膨脹完全，達(dá)到z大體積。膨脹體積可以達(dá)到初始時(shí)的200倍以上。膨脹后的石墨稱為膨脹石墨或石墨蠕蟲(chóng)，由原鱗片狀變成密度很低的蠕蟲(chóng)狀，形成了一個(gè)非常好的絕熱層。膨脹石墨既是膨脹體系中的碳源，又是絕熱層，能有效隔熱，在火災(zāi)中具有熱釋放率低，質(zhì)量損失小，產(chǎn)生的煙氣少的特點(diǎn)。