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石墨晶體是兩向大分子層狀結構,每一平面內的C原子都以C一C共價鍵相結合,層與層之間以較弱的范德華力相結合。石墨的層狀結構十分典型,每一層片是一個碳原子層,層內碳原子之間以sp2雜化軌道成很強的共價鍵,即1個2s電子和2個2p電子雜化等價的雜化軌道,位于同一平面上,互相形成σ鍵,高碳可膨脹石墨,而二個未參加雜化的2P電子則垂直于平面,形成二鍵π。

隨著環境意識的提高,如何減少制造膨脹性石墨過程中產生的污染物也成為目前化學氧化法制備膨脹性石墨的研究的重要內容。目前,膨脹石墨制備過程中沖出來的污染源主要是重金屬離子。青島大學的陳小偉使用硝l酸銨和濃硫l酸作為氧化劑,用兩種加材方法制備的低污染膨脹石墨,膨脹石墨的膨脹體積可達400ML G-1,在制備過程中不引入重金屬離子,可以消除重金屬離子受到污染的可能性。膨脹石墨的應用
膨脹石墨由于其高熱導率、強吸附力、多孔輕質等優良特性,被許多研究者研究和廣泛應用。

可膨脹石墨在阻燃防火領域主要應用于:阻燃涂料. 近年來,可膨脹石墨正嘗試應用在阻燃涂料中,它可賦予涂料優異的受熱膨脹性。美國近來提出一種由纖維增強材料、可膨脹石墨、固體吸熱材料、聚合物粘結劑等組成的阻燃涂料,可用于纖維板、木板的陰溝涂布。該涂料克服了以往涂料易產生煙氣的不足。在火災中可迅速膨脹形成輕質碳層,而放出的毒氣(如: SO2、NO等)較少??捎行У膶倪M行防火保護。但石墨表面的黑色限制了它的推廣使用。通過表面改性以改變其顏色,增加涂料的色彩品種,使其顏色能為大眾接受,是該研究的焦點問題。

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