Способ получения расширенного графита

 

Изобретение относится к способам получения термически расщепленного графита (ТРГ). Цель - снижение содержания серы. Сущность способа заключается в том, что бисульфат графита обрабатывают 5-10%- ным водным раствором аммиака в течение 10-20 мин с последующей промывкой его водой, сушкой и термообработкой. Предложенный способ позволяет снизить содержание серы в ТРГ до 0,0008 мае.% и улучшить этим его потребительские свойства. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 01 B 31/04

I ааааа

0 Ql

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4767846/26 (22) 08.12.89 (46) 30.09.92. Бюл. N 36 (71) Институт химии поверхности AH УССР (72) А.С, Кутовой, А.А. Чуйко, И,И, Карпов, В.В. Тоболич, И,Г. Черныш, Г.П, Приходько, Ю.Ф. Головный, Г,Е. Павлик и Н.Н. Заяц (56) Патент Великобритании

М 2128971, кл, С 01 В 31/04, 1984, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЕННОГО ГРАФИТА

Изобретение относится к неметаллическим элементам, в частности к способам очистки термически расширенного графита (ТРГ), используемого для изготовления пластичных термо- и теплопроводных прокладочных элементов, стойких к действию агрессивных сред и применяемых в химической промышленности, криогенной технике и других областях техники, Известно, что определяющим параметром, влияющим на коррозионную стойкость изделий из ТРГ, является наличие примесей, в частности серы, Поэтому при получении ТРГ актуальным является снижение серы в конечном продукте, В качестве прототипа выбран способ очистки соединения графита путем обработки бисульфата графита (Cz4 HS04

nHzSO4) водой при температуре свыше 100

С в автоклаве или водным раствором азотной кислоты или нитратов при 30 С в течение нескольких часов. Затем обработанный таким способом бисульфат графита промывали водой, сушили при 80 С в течение 4 ч и термически обрабатывали при 1000 С. (57) Изобретение относится к способам получения термически расщепленного графита (ТРГ), Цель — снижение содержания серы.

Сущность способа заключается в том, что бисульфат графита обрабатывают 5 — 10%ным водным раствором аммиака в течение

10 — 20 мин с последующей промывкой его водой, сушкой и термообработкой, Предложенный способ позволяет снизить содержание серы в ТРГ до 0,0008 мас.% и улучшить этим его потребительские свойства, 1 табл.

Полученный ТРГ имел рН водой вытяжки 3,5 и содержание серы в ТРГ удалось снизить до 0,0025 мас,%, Недостатком этого способа является недостаточно высокая очистка ТРГ от серы, Цель изобретения — уменьшение содержания серы в ТРГ.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки соединения графита, включающем обГ отку бисульфата графита водным раствором, согласно заявляемому способу ооработки ведут 5—

10%-ным водным раствором аммиака в течение 10 — 20 мин.

В качестве исходного материала брали бисульфат графита, полученный из природного графита Завальевского месторождения марки ГАК-2 (ГОСТ 18191-78) с размером частиц 50 — 250 мкм путем электрохимического анодного окисления в растворе серной кислоты. Растворы электролита готовили на основе технической серной кислоты (ГОСТ 2184-77). Электрохимическую обработку графита проводили в электрохимической ячейке с разделенными

1765114 катодной и анодной камерами, Катодом служила титановая пластина, анодом-платиновая, В качестве источника постоянного тока использовали стабилизированный источник питания ЛИПС 35-1, Величину тока измеряли с помощью комбинированного прибора

Щ 4300, Для приготовления водного раствора аммиака использовали аммиак марки "ЧДА" с концентрацией 25 (ГОСТ 3760-79), содержащий серы не более 0,0003 мас. .

Процесс получения бисульфата графита включал такие последовательные операции; дозировка порошкообразного графита в растворе серной кислоты; электрохимическая обработка графита в растворе серной кислоты в анодной камере электролизера до момента получения бисульфата графита синего цвета; фильтрация и промывка бисульфата графита водой.

Затем интеркалированное соединение графита согласно заявляемому способу обрабатывали водным раствором аммиака.

После этого отмывали продукт водой до рН

6,5 — 7, сушили продукт в сушильном шкафу при 80 С в течение нескольких часов, Термическую обработку высушенного продукта проводили в электропечи при температуре

1000 С в течение 1 мин (имеется в виду время нахождения загруженной массы бисульфата графита в горячей зоне печи). Затем ТРГ вынимали из печи и охлаждали на воздухе. После этого определяли значение насыпной плотности ТРГ по методике, описанной в ГОСТ 14922-77, и содержание серы согласно ГОСТ 8606-72, Определение содержания общей серы в

ТРГ проводили следующим образом, Навеску термически расширенного графита 1 r смешивали со смесью Эшка в соотношении 1:4, Содержимое тщательно перемешивали и выравненную поверхность дополнительно покрывали 2 г смеси Эшка.

Тигель со смесью помещали в муфельную печь, которую постепенно нагревали и вь!держивали в течение 3 ч при 815 + 25 С, После спекания смеси тигель охлаждали.

Соуержимое тигля переносили в стакан (150 см ), тигель тщательно промывали горячей водой. Содержимое стакана фильтровали через обезоленный фильтр (красная лента) в стакан (600 см ) и осадок на фильтре не менее 5 раз промывали горячей водой. Раствор нейтрализовали 20 -ным НС! по индикатору метиловому красному, а затем дополнительно добавляли еще 1 см 20 ным HCI. Затем раствор кипятили 5 мин. В кипящий раствор в течение 20 с при постоянном перемешивании добавляли 10 см раствора BaClz и выдерживали раствор в течение 30 мин при температуре, близкой к температуре кипения, После осаждения сернокислого бария и осветления раствора на следующий день его фильтровали через плотный фильтр. Осадок на фильтре дополнительно промывали горячей водой, Мокрый фильтр с осадком помещали в предварительно взвешенный тигель и высушивали. Затем тигель прокаливали в течение 20 мин при температуре 815 - 25 С.

После извлечения тигля из муфеля и охлаждения для комнатной температуры его взвешивали, Массовую долю серы в аналитической пробе(Ятгг) в процентах вычисляли по формуле

SrI I100, mTpI

45 хпН ЯО4, электролизер обесточивали, ИСГ промывали водой до рН 4, Для всех конкретных примеров брали порции полученного, как описано выше, интеркалированного соединения графита, Изобретение иллюстрируется примерами конкретного исполнения, а результаты определения содержания серы в ТРГ даны в таблице.

Пример 1. К 40 г ИСГ прибавляли 40 мл 10 -ного водного раствора аммиака и периодически перемешивали в течение 15 мин. Затем отмывали продукт водой, сушили и подвергали термической обработке при

1000 С, Значение насыпной плотности пол50

20 где гп — масса сернокислого бария, полученного при анализе, г;

mz — масса сернокислого бария, полученная при (холостом) контрольном опыте, 25 г, 0,1374 — коэффициент пересчета массы

BaSO> в массу серы; ттгг — масса навески термически расширенного графита, За окончательный результат принимали среднее арифметическое результатов трех параллельных определений, Получение интеркалированного соединения графита (ИСГ) осуществляли по изве35 стной методике, Порошок графита марки

ГАК-2 общей массой 400 г загружали в анод, ную камеру электролизера. В электролизере находилось 800 мл 50 -ной серной кислоты. В этом электролите проводили

40 анодное окисление графита с удельным расходом количества 504 Kn/г графита, После изменения цвета графита на синий, что свидетельствовало о получении бисульфата графита примерного состава С24 НЯО4х

1755114

Составитель Г,Приходько

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С.Юско

Редактор

Заказ 3350 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ученного ТРà — 0,0065 гlсм, содержание серы — 0,00085 мас.%.

В остальных примерах поступали так, как описано в примере 1, меняя концентрацию водного раствора аммиака и длитель- 5 ность обработки, При концентрации водного раствора аммиака меньше 5 мас. j (пример 3) поставленная цель не достигается, содержание серы такое же, как у прототипа. 10

При использовании 15о -ного раствора аммиака (пример 4) содержание серы практически не меняется по сравнению с прототипом, а при концентрации раствора 20 мас, Р (пример 5) содержание серы даже 15 больше чем у прототипа, Дополнительными опытами установлено, что повышение температуры водного раствора аммиака не влияет на достижение поставленной цели, следовательно, не явля- 20 ется существенным признаком, Если время обработки ниже заявляемого интервала (пример 8), то поставленная цель не достигается. При времени обработки более 20 мин (примеры 9 и 10) содержание серы в ТРГ не уменьшается.

Следовательно, увеличивать время обработки свыше 20 мин нецелесообразно.

Таким образом, заявляемый способ позволяет снизить содержание серы в ТРГ до

0,0008 мас. j и соответственно улучшить потребительские свойства ТРГ, Формула изобретения

Способ получения расширенного графита, включающий очистку соединений графита путем обработки бисульфата графита водным раствором реагента, промывку его водой, сушку и термообработку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения содержания серы, в качестве реагента используют аммиак и обработку ведут 5 — 10%-ным раствором аммиака в течение 10 — 20 мин.