CN1544534A - 氟化石墨的低温生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟化石墨的低温生产方法。将石墨经过盐酸、双氧水的浸泡处理后得到膨胀石墨,一定浓度的氟气和锑粉在封闭容器中反应后得到五氟化锑,将上述膨胀石墨和五氟化锑放入封闭容器中反应后得到插层石墨;然后再把插层石墨放入封闭的反应炉中,通入氟气,反应后即制得氟化石墨。用本发明生产氟化石墨,安全、可靠,不会爆炸;提高了氟气的利用效率;无污染,符合环保要求;能大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种氟化石墨的低温生产方法,属于氟化石墨的加工领域。
技术背景
氟化石墨在中国主要应用于航空航天及国防,如作为航天飞行器及飞机的发动机的润滑剂等。若用氟化石墨作为电池电极活性材料,生产出的电池比用一般石墨作为电池电极活性材料要好得多,一方面放电平稳,放电过程中电压几乎不变,直到放电完毕电压突降为零,另一方面容量高,是一般电池容量的5-10倍。所以,氟化石墨在将来的用途会十分广泛。
目前,中国还没有大规模生产氟化石墨的厂家,国外也只有少数国家能批量生产。国内制取氟化石墨的方法,基本上是让氟气和石墨在600摄氏度左右的高温封闭容器中直接反应得到氟化石墨,简称高温法,这种方法,一方面温度要精确,不易控制,另一方面由于温度高,有发生爆炸的危险,不适宜大规模生产;国外生产氟化石墨的方法,除高温法外,主要还有等离子体合成法,即在一定条件下将氟气变为等离子状态,然后再与石墨发生反应得到氟化石墨,这种方法需要等离子发生器,温度不易控制且成本高,在批量生产时也有一定局限。
发明内容
本发明的目的是提供一种更安全、易控制、适合大批量生产的氟化石墨的生产方法。
本发明通过如下途径实现:
首先,将石墨放入盐酸中浸泡3-5小时,取出烘干后,再放入一定浓度的双氧水中浸泡3-4小时,取出烘干后,即得到膨胀石墨;将纯度在99%以上的锑粉放入封闭容器中,加温至150-200摄氏度并保持这个温度,向封闭容器内通入浓度为50-90%的氟气,并让封闭容器内的压力保持在0.1Mpa以下,这样封闭容器内的锑粉和氟气反应后即得到液态的五氟化锑,其分子式为SbF5。
然后,把上述膨胀石墨放入另一封闭容器内,抽真空,加温至110-150摄氏度并保持恒温,再向封闭容器内通入上述五氟化锑,反应9-11小时的时间后即得到插层石墨。插层石墨内除含有碳元素外,还含有五氟化锑分子,便于下一步制取氟化石墨。
最后,把插层石墨放入特制的封闭的反应炉内,加温至200-300摄氏度并保持这个温度,再通入浓度为20-30%的氟气,并使反应炉内的压力保持在0.1-0.3Mpa之间,反应7小时以上的时间后即得到氟化石墨。同时,剩余的氟气和置换出的五氟化锑被回收利用,进入生产环节,形成循环生产。
本发明的有益效果在于;
安全、可靠,无爆炸之忧;氟气等原料利用率高;无污染,符合环保要求;易控制、可大批量生产,实现了氟化石墨的大规模、工业化生产。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述:
在附图中,首先,将石墨放入盐酸中浸泡3-5小时,取出烘干后,再放入一定浓度的双氧水中浸泡3-4小时,取出烘干后,即得到膨胀石墨;将纯度在99%以上的锑粉放入封闭容器1中,加温至150-200摄氏度并保持这个温度,向封闭容器1内通入浓度为50-90%的氟气,并让封闭容器1内的压力保持在0.1Mpa以下,这样封闭容器1内的锑粉和氟气反应后即得到液态的五氟化锑,其分子式为SbF5。
然后,把上述膨胀石墨放入另一封闭容器2内,抽真空,加温至110-150摄氏度并保持恒温,再向封闭容器2内通入上述五氟化锑,反应9-11小时的时间后即得到插层石墨。插层石墨内除含有碳元素外,还含有五氟化锑分子,便于下一步制取氟化石墨。
最后,把插层石墨放入特制的封闭的反应炉内,加温至200-300摄氏度并保持这个温度,再通入浓度为20-30%的氟气,并使反应炉内的压力保持在0.1-0.3Mpa之间,反应7小时以上的时间后即得到氟化石墨。同时,剩余的氟气和置换出的五氟化锑被回收利用,进入生产环节,形成循环生产。
Claims (6)
1、一种氟化石墨的低温生产方法,主要程序为先将石墨进行处理,再将处理过的石墨与一定浓度的氟气在封闭的系统中进行反应,制得氟化石墨,其特征在于:石墨经处理后得到膨胀石墨,将膨胀石墨放入封闭容器内抽真空,加温并保持恒温,再通入五氟化锑,反应后得到插层石墨;将插层石墨放入封闭的反应炉内,通入一定浓度的氟气,反应后得到氟化石墨。
2、根据权利要求1所述的氟化石墨的低温生产方法,其特征在于:将石墨放入盐酸中浸泡3-5小时,取出烘干后再放入一定浓度的双氧水中浸泡3-4小时,过滤烘干后制得膨胀石墨。
3、根据权利要求1所述的氟化石墨的低温生产方法,其特征在于:制取插层石墨的过程中,其封闭容器内的温度为110-150摄氏度,反应时间为9-11小时以上。
4、根据权利要求1所述的氟化石墨的低温生产方法,其特征在于:制取氟化石墨的过程中,其反应炉内的温度为200-300摄氏度,压力为0.1-0.3Mpa,氟气纯度为20-30%,反应时间为7小时以上。
5、根据权利要求1所述的氟化石墨的低温生产方法,其特征在于:所述五氟化锑,是将纯度为99.9%以上的锑粉放入封闭容器内,再通入一定浓度的氟气,反应后制得。
6、根据权利要求5所述的氟化石墨的低温生产方法,其特征在于:制取五氟化锑的过程中,其封闭容器内的温度为150-200摄氏度,压力小于0.1Mpa,氟气浓度为50-90%。
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