Ruang lingkup aplikasi bubuk grafit yang diperluas

Bubuk grafit melebar adalah zat seperti cacing lepas dan berpori yang terbuat dari grafit serpihan alami, sehingga dikenal juga sebagai cacing grafit.

Grafit serpihan alam merupakan kristal dengan struktur berlapis, dimana atom karbon pada setiap lapisan membentuk jaringan makromolekul planar melalui ikatan kovalen yang kuat, dan lapisan tersebut terikat lemah oleh gaya van der Waals. Di bawah aksi oksidan kuat, jaringan makromolekul planar menjadi makromolekul planar bermuatan positif, menyebabkan molekul sulfat polar dan ion negatif seperti ion hidrogen sulfat masuk ke dalam lapisan grafit dan membentuk bubuk grafit yang dapat diperluas, juga dikenal sebagai senyawa interkalasi grafit (GIC ).

Karena pembentukan sistem pori jaringan yang unik selama proses penggembungan, dengan luas permukaan spesifik yang besar dan aktivitas tinggi dari permukaan segar yang dihasilkan, ia memiliki kinerja adsorpsi yang sangat baik dan sifat khusus lainnya, serta memiliki beragam aplikasi.

Metode pembuatan bubuk grafit diperluas biasanya meliputi oksidasi kimia (metode asam sulfat pekat, metode asam campuran, oksidasi sekunder), oksidasi elektrokimia, metode difusi fasa gas, metode ledakan, dll.

1、 Sifat Bubuk Grafit yang Diperluas

Lembut, ringan, berpori, dan dengan kinerja adsorpsi yang baik.

Karena adanya rongga yang berkembang dan dominasi pori-pori besar pada grafit yang diperluas, grafit rentan untuk menyerap zat bermolekul besar, terutama zat non-polar, yang tahan terhadap oksidasi dan korosi. Kecuali beberapa oksidan kuat, ia dapat menahan korosi dari hampir semua media kimia.

Tahan terhadap radiasi, dengan konduktivitas listrik dan termal yang baik, sifat pelumasan sendiri, non-permeabilitas, ketahanan suhu dasar yang tinggi, dan ketahanan yang sangat baik.

2、 Penerapan Bubuk Grafit yang Diperluas

(1) Bidang perlindungan lingkungan

Bubuk grafit yang diperluas memiliki sifat hidrofobisitas dan oleofilisitas, serta secara selektif dapat menghilangkan larutan tidak berair dalam air, seperti noda minyak dari laut, sungai, dan danau.

Grafit yang diperluas dapat membentuk ruang berliku tertentu ketika menyerap minyak, dan dapat menyimpan zat minyak jauh lebih besar daripada volume pori totalnya.

Setelah menyerap minyak dalam jumlah besar, minyak dapat berkumpul menjadi balok-balok dan mengapung di permukaan cairan, sehingga mudah dikumpulkan dan didaur ulang.

Dan bubuk grafit yang diperluas sebagian besar terdiri dari karbon murni, yang tidak akan menyebabkan polusi sekunder pada air.

Selain itu, grafit yang diperluas juga dapat digunakan untuk menghilangkan minyak dari emulsi air limbah industri dan zat yang larut dalam minyak, seperti pestisida, dan memiliki efek adsorpsi yang baik pada banyak komponen berbahaya organik atau anorganik lainnya.

Selain adsorpsi selektif dalam fase cair, grafit yang diperluas juga memiliki efek penghilangan tertentu pada komponen utama pencemaran atmosfer seperti SOx dan NOx yang dihasilkan oleh gas buang industri dan otomotif.

(2) Bahan penyegel

Bubuk grafit yang diperluas dapat diolah menjadi grafit fleksibel untuk digunakan sebagai bahan penyegel.

Dibandingkan dengan bahan penyegel tradisional seperti asbes, karet, selulosa, dan material kompositnya, grafit fleksibel memiliki rentang suhu yang lebih luas, koefisien muai panas yang lebih rendah, tidak ada kerapuhan atau ledakan pada suhu rendah, dan tidak ada pelunakan atau mulur pada suhu tinggi. Ia dikenal sebagai raja penyegelan dan telah banyak digunakan dalam industri seperti petrokimia, metalurgi mekanik, dan energi atom.

(3) Ilmu Biomedis

Bubuk grafit yang diperluas memiliki biokompatibilitas yang baik, tidak beracun, tidak berbau, dan tidak memiliki efek samping, menjadikannya kelas bahan biomedis yang sangat penting.

Berdasarkan kinerja adsorpsi dan drainase yang sangat baik, kemampuan bernapas dan permeabilitas, daya rekat kecil pada luka, luka tidak menghitam, dan penghambatan adsorpsi berbagai bakteri, bahan komposit grafit yang diperluas dapat digunakan sebagai pembalut luka eksternal berkinerja tinggi, menggantikan pembalut kasa konvensional dan mencapai hasil yang baik pada luka bakar dan luka lainnya.

(4) Bahan baterai berenergi tinggi

Menambahkan bubuk grafit yang diperluas ke anoda seng pada baterai seng mangan yang dapat diisi ulang dapat mengurangi polarisasi selama pengisian anoda seng, meningkatkan konduktivitas elektroda dan elektrolit, menekan pembentukan dendrit, dan memberikan karakteristik pembentukan yang baik, menekan pembubaran dan deformasi anoda, serta memperpanjang masa pakai baterai.

Selain itu, litium dapat membentuk grafit yang diperluas dengan grafit melalui metode elektrolisis gas, cair, padat, dan garam litium. Grafit yang diperluas ini memiliki potensial elektroda yang lebih rendah serta penyisipan dan ekstraksi reversibel yang baik.

(5) Bahan keselamatan kebakaran

Negara-negara asing telah menambahkan beberapa grafit yang dapat diperluas ke lapisan dalam kursi kabin, atau membuatnya menjadi strip penyegel tahan api, bahan pemblokiran tahan api, cincin tahan api, dll. Begitu terjadi kebakaran, api itu dengan cepat meluas dan menghalangi jalan. penyebaran api, mencapai tujuan memadamkan api.

Selain itu, menambahkan partikel halus grafit yang dapat diperluas ke lapisan biasa dapat menghasilkan lapisan tahan api dan anti-statis yang efektif.

(6) Lainnya

Lembaran grafit yang diperluas memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik, dengan tingkat konversi termal listrik lebih dari 97%, dan dapat menghasilkan radiasi inframerah jauh, menjadikannya bahan pemanas jenis baru.

Grafit yang diperluas dihancurkan menjadi bubuk halus, yang memiliki karakteristik hamburan dan penyerapan yang kuat untuk gelombang inframerah, menjadikannya bahan pelindung inframerah (siluman) yang sangat baik.

Membuat kembang api dari grafit yang dapat diperluas, langsung meledak membentuk grafit yang diperluas, dan menyebarkannya di wilayah udara yang telah ditentukan untuk membentuk agen tirai asap awan interferensi aerosol.

Selain itu, grafit yang diperluas juga dapat digunakan sebagai bahan insulasi dan kedap suara, komponen pelindung elektromagnetik, dan bahan katalitik.