优化碱酸法提纯石墨
刘云泽1
孟繁荣2
崔学民1
王林杰3
何振全4
李仁涛4
盖国胜5
1.广西大学化学化工学院,广西南宁 5300042.清华大学无锡应用技术研究院,江苏无锡 214100;山东省粉体材料中试示范基地,山东东营 2570613.山东省粉体材料中试示范基地,山东东营 2570614.淄博清大粉体材料工程有限公司,山东淄博 2550865.清华大学无锡应用技术研究院,江苏无锡 214100;山东省粉体材料中试示范基地,山东东营 257061;山东石油化工学院化学工程学院,山东东营 257061
摘要：[目的]优化天然石墨提纯效果,降低酸在提纯过程中的过多使用对环境造成的影响,满足各行各业对高品质石墨的需求,实现更环保、高效的石墨提纯.[方法]以鳞片石墨为原料,采取NaOH-HCl-HF联合处理的工艺对石墨进行提纯研究,提高石墨的固定碳含量(质量分数,下同),降低石墨中的主要杂质元素如Si、Fe、Al、Cu等的含量,详细考察NaOH的用量以及焙烧温度2个关键因素对该工艺提纯效果的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)观察石墨形貌特征,X射线荧光光谱仪(XRF)和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定提纯处理前后石墨的杂质含量,X射线衍射仪(XRD)确定石墨及其灰分的晶体结构.[结果]当焙烧温度为500 ℃、焙烧时间为2.5h,HCl的体积与石墨的质量比为2∶1,氢氟酸的体积与石墨的质量比为2∶1时,石墨的平均固定碳含量从原来的95.3％提高到99.93％;当NaOH与石墨的质量比分别为0.5∶1和0.6∶1时,石墨的平均固定碳含量为99.91％和99.93％;考虑到成本效益等因素,确定当NaOH与石墨的质量比设定为0.5∶1时为理想工艺条件;经过提纯处理后的石墨层结构并不会出现明显的变化,基本性能不变,提纯处理后的石墨相比于提纯处理前的石墨,杂质含量明显地降低.[结论]该碱酸工艺不仅能有效地去除石墨中的杂质,盐酸和氢氟酸的组合还可以显著地提升提纯效果,可有望应用在石墨提纯处理和新能源材料领域.
关键词：石墨碱酸法加碱焙烧固定碳纯化
分类号：TQ127(非金属元素及其无机化合物化学工业)TB4(工业通用技术与设备)
资助基金：国家重点研发计划(2021YFC2902900)广西自然科学基金项目(2022GXNSFDA035062)
论文发表日期：2024-06-25
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 76-87 )
英文信息