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膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料,利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,形成石墨层间化合物可膨胀石墨,可膨胀石墨经过高温膨胀而得到的一种疏松、多孔、质轻的物质。
本文以硫酸作为插层剂,硝酸和三氯化铁为辅助插层剂,高锰酸钾为氧化剂,对膨胀石墨的制备方法及反应动力学进行了探讨;根据L25(56)和L9(34)正交实验结果筛选出了获得最大膨胀容积实验方案。分别对原料石墨和制得的可膨胀石墨进行X-ray衍射扫描分析,证实了插层反应的存在及插层反应的不完全性;同时用扫描电子显微镜能谱分析了原料石墨和可膨胀石墨中元素含量的变化。测定了膨胀石墨的比表面积、孔径、孔容积,建立了膨胀石墨中硫含量的艾氏卡试剂消化及硫酸钡比浊测定方法。
染料废水是一类有害的工业废水。本文以膨胀石墨为吸附剂,以碱性品红、碱性嫩黄-O、酸性桃红-3B、直接深蓝L和甲基橙为实验参考物,从理论上系统地考察了膨胀石墨对不同结构染料和具有相似结构但不同分子量染料的吸附规律。研究了染料浓度、pH值、盐及其浓度、膨胀石墨的膨胀容积等因素在膨胀石墨吸附染料过程中的影响;测定了吸附等温线;计算了Langmuir常数及吸附自由能。此方面的研究可望为染料废水处理提供理论指导和依据。
油类物质可导致严重的水体污染,而膨胀石墨可作为处理油污染的高效吸附材料。本文考察了膨胀石墨对SD300导热油、食用油、液体石蜡、-10#柴油等具有不同粘度油品的吸附性能。研究了油的粘度、膨胀石墨的比表面积对油吸附量的影响。研究表明将吸附染料以后的膨胀石墨进行简单处理可继续吸附油类物质,吸油能力与染料的初始吸附量无关。吸附油的膨胀石墨,真空抽滤和燃烧法再生效率均约为55.0%;膨胀石墨吸附油与染料的机理不同,可依次用于染料和油的去除。