[发明专利]一种对芳香族化合物具有优先吸附性能的膨胀石墨的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种对芳香族化合物具有优先吸附性能的膨胀石墨的制备方法，具体涉及一种操作简单、低排放、低消耗的膨胀石墨制备方法，属于吸附材料领域。将环丁砜(TMS)、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)、水配制成均一溶液；加入浓硫酸、高锰酸钾，混合均匀；加入天然鳞片石墨，超声混合后进行持续振荡；加还原剂还原，过滤，水洗至滤液近中性，烘干，得可膨胀石墨；微波膨胀，即得微膨胀石墨(SEG)。该方法不需复杂的设备和苛刻的操作条件，操作极其简单，成本低，消耗低，且低毒、低排放，得到的产品只有几十倍的膨胀倍率，产品使用操作性能好。

技术领域

本发明涉及一种对芳香族化合物具有优先吸附性能的膨胀石墨的制备方法，具体涉及一种操作简单、低排放、低消耗的膨胀石墨制备方法，属于吸附材料领域。

背景技术

膨胀石墨（Expanded Graphite，EG）一般通过先预氧化插层后高温或微波处理使其迅速膨胀以获得蓬松的、大比表面积的、蠕虫状的柔性石墨材料，其原料是从天然石墨矿经提纯后获得的天然鳞片石墨。传统的膨胀石墨制备方法，需要用到大量的浓硫酸、浓硝酸、浓高氯酸、高锰酸钾、重铬酸钾等高浓度强氧化性试剂，有时也用磷酸加以辅助，或在硫酸介质中进行电化学处理，以将各种插层剂嵌入石墨片层间，从而为下一步的膨胀打下基础。这些插层或预氧化方法，除了需要消耗大量强氧化、腐蚀性化学品，造成大量废酸排放外，还对生产设备产生巨大的潜在腐蚀性，使生产过程的成本居高不下。同时，制得的膨胀石墨产品体积巨大，极易被微风吹散，对其操作和使用造成了不便。近数十年里，科研人员花费了很大精力改进氧化插层方法和工艺，但也只是对这些方法进行了修修补补，其本身的缺陷难以从根本上改善。

膨胀石墨有很好的性质和应用性能，在很多行业有重要应用，如用作密封材料、补强材料、填充材料、吸附材料等。对于膨胀石墨用作吸附材料来说，虽然其吸附性能很好，但其质轻和松散却对其吸附性能造成了很大影响，尤其是其吸附操作性能。而目前的研究仍趋向获得更高膨胀度，其用作吸附材料就会更加不利。当然可以将膨胀石墨和其它材料一起制成复合材料，而复合材料则是另一种材料了，那也是进一步加工而得到的产品。

发明内容

本发明是关于低污染、低排放、低膨胀倍率（三低）膨胀石墨的制造方法。该方法不需复杂的设备和苛刻的操作条件，操作极其简单，成本低，消耗低，且低毒、低排放，得到的产品只有几十倍的膨胀倍率，产品使用操作性能好。为了区别于传统膨胀石墨，本发明的产品将被称为微膨胀石墨（Slight-Expanded Graphite，SEG）。

本发明的微膨胀石墨制备方法，是通过以下措施实现的：

一种对芳香族化合物具有优先吸附性能的膨胀石墨的制备方法，包括以下步骤：

（1）将环丁砜(TMS)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水配制成均一溶液；加入浓硫酸、高锰酸钾，混合均匀；加入天然鳞片石墨，超声混合后进行持续振荡；

（2）加还原剂还原，过滤，水洗至滤液近中性，烘干，得可膨胀石墨；

（3）可膨胀石墨进行微波膨胀，即得微膨胀石墨(SEG)。

所述的步骤（1）中浓硫酸的加入量为每克天然鳞片石墨0.1-2毫升。

所述的步骤（1）中TMS加入量为每克天然鳞片石墨0.0-10.0毫升；NMP加入量为每克天然鳞片石墨0.0-10.0毫升。

所述的步骤（1）中高锰酸钾加入量为每克天然鳞片石墨0.0-1.0克；水加入量为每克天然鳞片石墨0.0-10.0毫升。

所述的步骤（1）中浓硫酸加入量为每克天然鳞片石墨0.2-0.5毫升。

所述的步骤（1）中TMS加入量为每克天然鳞片石墨0.0-4.0毫升；NMP加入量为每克天然鳞片石墨0.0-4.0毫升。

所述的步骤（1）中温度不高于80℃。