1. 研究目的与意义（文献综述）

石墨通常产于变质岩中，是煤或碳质岩石受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成的碳质元素结晶矿物，化学性质不活泼。根据结晶形态不同，天然石墨分为三类，即块状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨。其中鳞片石墨的性能最优越，工业价值最大。鳞片石墨为天然显晶质石墨，其形似鱼鳞状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。中国是天然石墨的生产、消费、出口大国。天然石墨作为我国的优势矿产资源之一，已探明的储量约5500万吨，位居世界第一。因此科学地利用和保护天然石墨资源，开发高新技术产品，实现资源优势想技术优势转变是必然选择。

膨胀石墨（eg）是由优质天然鳞片石墨经强酸和强氧化剂插层处理后经过高温膨胀得到的一种疏松多孔的物质。膨胀石墨在性质上与天然鳞片石墨的性能相近，具有极强的电导率、耐高温、抗腐蚀、抗辐射特性。与天然鳞片石墨相比，膨胀石墨的结构松散、多孔且弯曲、密度更低、体积和表面积更大、表面能更高，具有极强的抗震性、抗扭曲性、耐压性、吸附性。

膨胀石墨热导率高，可作为导热材料和导电材料。膨胀石墨耐高温、耐腐蚀、耐高压，可用来制作高级密封材料。膨胀石墨极易吸附油类、有机分子及疏水性物质，可作为性能优越的吸附材料。用乙二醇液相还原发制备了膨胀石墨（eg）负载铂纳米粒子，提高对甲醇氧化的电催化活性。相比铂/多壁纳米管与商业pt/c催化剂，铂乙二醇催化剂具有较高的催化活性、抗中毒能力，而且使用寿命场，是一种很有前进的甲醇燃料电池阳极材料，体现了膨胀石墨良好的导电性能。膨胀石墨作为一种无毒、无污染阻燃剂，与其他阻燃材料复配使用，可显著提高阻燃剂的稳定性和阻燃效果。膨胀石墨可显著改善聚丙烯（pp）和环三磷腈（hphpcp）等材料的热稳定性和阻燃性能，pp/eg和hphpcp/eg复合材料燃烧后会生成一种膨胀碳层，使得火焰隔绝空气，迅速熄灭，同时膨胀碳层严密地包覆在样品表面，起到很好的隔热、隔氧、阻燃的作用。另外，膨胀石墨层间的酸根在膨胀时被释放出来，促进了被保护材料的碳化。除了吸波、阻燃领域，膨胀石墨也被用于制备复合相变材料，表现出优异的储能性能。通过将液态复合相变材料（pcm）浸渍到膨胀石墨基体中，发明了制备膨胀石墨（eg）/硬脂酸（sa）复合相变材料（cpcm)的新方法，研制出一种先进的稳定模块化储能单元。结果表明，膨胀石墨（eg）/硬脂酸（sa）复合相变材料（cpcm)形态稳定、各向异性热导率明显，具有优异的整体热性能，热导率是常规材料的130呗。目前，膨胀石墨被广泛应用与化工、建材、环境保护等20多个领域，需求量巨大，是材料领域的研究热点。

2. 研究的基本内容与方案

（1）石墨的预处理。探讨天然石墨的预处理过程、天然石墨转化为氧化石墨的方法，主要为天然石墨的细度要求及清洁方案、对鳞片石墨进行氧化处理的方法：控制不同氧化剂、反应温度及反应时间，使其原始的钝天然鳞片石墨（ng）氧化为氧化石墨（go）。

（2）膨胀石墨的制备。研究氧化石墨转化为膨胀石墨形成条件和过程。控制不同的反应条件、反应温度和时间。使氧化化处理后的鳞片石墨（ng）膨胀形成膨胀石墨。根据实验结果选择理想的膨胀条件，使所制得的膨胀石墨有合适的膨胀倍数。

（3）影响石墨的膨胀倍数的因素分析。讨论导致不同制备方法所制得的膨胀石墨的膨胀倍数差异的因素，综合制备难易及产物质量比较不同制备方法的优劣。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文文献的翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3-10周：根据研究的技术路线，确定试验方案，并进行相关的试验研究。

第11-13周：根据材料结构和性能要求，制备合成目标产物，进行材料组成、相貌测表征及分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]高志勇,张晚佳.膨胀石墨的制备方法及应用研究进展[j].贵州大学学报(自然科学版),2018,35(06):13-19.

[2]曹舒婷,马名杰.天然石墨的研究与应用现状及发展趋势[j].河南化工,2018,35(07):3-7.

[3]陈伟.辅助插层剂对分步插层法制备膨胀石墨的影响[j].非金属矿,2017,40(06):69-72.