Способ получения бисульфата графита

(51)5 С 01 В 31/04 ОБ ЕТЕН рен ного порошка шивании та эммой кисло ч с являетсяочно низГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Ко Уоцпц ЗЫп арпб Наппз-Реег ВосЬ(п.ВеоЬасЬп 9 еп чоп Ятаре 1 еЫогбгппдеп Ьебег Охус 3 абоп, бег гае 1 еп гг егзсеп Ям 1 ебез ОгарЬЮубгоцепзоЫа 1 з. - Е. Масог 1 огзсЬ,1984, 39 б, 3. 768-777,(54) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ бИСУЛЬФАТАГРАФИТА Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к способу получения соединения внедрения в графит - бисульфата графита, отвечающего формуле С 24 НЯ 042 Н 2304 с высокой степенью расширения при термообработке для получения пенографита, который может быть использован в качестве компонента экозотермических противоусадочных смесей, композиционных материалов, для изготовления графитовой фольги для металлургической, химической, электронной промышленности и других отраслях техники,Известна для графита (пеногра натурального гра в растворе окисли ния 1 - 10 мас.% в 9 те в течение образованием бис Недостатком длительность прополучения расш фита) обработка фита при перем теля - персульф6 - 98%-ной серн от 30 мин до ульфата графит этого способа цесса и недостат(57) Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к способу получения бисульфата графита. Цель - сокращение продолжительности процесса и снижение расхода реагентов, Сущность способа заключается в том, что порошок исходного графита обрабатывают при постоянном перемешивании раствором персульфата аммония в 98,5 - 100%-ной серной кислоте при редокс-потенциале раствора 1,3 - 1,8 В. Продолжительность процесса 8 - 15 мин, что в 2 - 2,5 раза меньше, чем в прототипе. кие значения насыпнои плотности пеногра фита.Известен спосо графита, включающ графита в растворе оксида серы и/или ной кислоте в тече который обеспечив фита с насыпной пл б получения бисульфата ий обработку порошка персульфата аммония и фосфора в 95%-ной сер- ание, например, 3 мин, сает получение пеногзоаотностью до 1,7 кг/м,того способа являются ть окислительного раст технологию, и неопрепродуктов химической щих к неоднородности ьнейшей обработке пеНедостатками э многокомпонентнос твора, что усложняе деленность состава обработки, приводя получаемого при дал нографита.Наиболее близ техническим реше получения бисульф щий химическую об вании порошка окислителя - персул ким к предлагаемому нием является способ ата графита, включаю- работку при перемешиграфита в растворе ьфата аммония в 98% 1738755ной серной кислоте в течение 30 мин прикомнатной температуре.Недостатком известного способа является значительный расход реагентов; дляполучения первой ступени бисульфата графита 9 г персульфата аммония на 1 г графитаи 60 мл Н 2304 на 1 г графита, а также длительность реакции при окислении графитаот второй до первой ступени. Повышенныйрасход окислителя, кроме того, способствует активному протеканию побочного процесса, что приводит к выжиганию углерода,потере массы графита и ухудшению характеристик пенографита,Целью изобретения является сокращение продолжительности процесса и снижение расхода реагентов,Предлагаемый способ включает химическую обработку при перемешивании порошкообразного графита в раствореокислителя - персульфата аммония в 98,5 -100 -ной серной кислоте с редокс-потенциалом 1,3 - 1,8 В,Для стабильного синтеза первой. ступени бисульфата графита, повышения его выхода и снижения расхода окислителянеобходимо использовать окислительныйсернокислый раствор с редокс-потенциалом 1,3 - 1,8 В. Снижение и повышение ред о к с - и о т е н ц и а л а(окислительно-восстановительного) ниже ивыше указанного предела приводит или кполучению второй ступени бисульфата графита, что не обеспечивает значительного расширения графита, или к слишком бурномупротеканию процессов, которые затрудняютвнедрение Н 2304 в графит и отрицательновлияют на структуру бисульфата графита исвойства пенографита.Использование Н 2504 концентрации98,5-100 связано с тем, что именно этотдиапазон обеспечивает наибольший выходпервой ступени за более короткое время иснижение расхода реагентов при получениибисульфата графита; при отклонении от предлагаемого предела цель не достигается.П р и м е р 1, Готовят окислительныйраствор из 40 г персульфэта аммония(ИН 4)23208 в 500 мл 98,9 -ной Н 2304, Определяют редокс-потенциал окислительногораствора с помощью Н-образной потенциометрической ячейки с цифровым вольтметром постоянного тока относительноводородного электрода сравнения. Он составляет Е = 1,4 В, Берут 100 г графитамарки ГСМ (порошок фракции 100 - 500мкм), ведут обработку в растворе при комнатной температуре и перемешивают в те чение 15 мин, Затем отфильтровываюттвердую фазу на стеклянном фильтре и кон 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тролируют ступень полученного соединения внедрения серной кислоты в графитрентгенофазовым анализом. В результатеполучают первую ступень бисульфата графита (С 24+НЯО 4 2 Н 2304) С пЕриОдсмидентичности 1 = 7,99 А. Расход персульфата аммония составляет 0,4 г, а НгЗОа - 5 млна 1 г графита.Бисульфат графита подвергают гидролизу, промывают водой и сушат при 100 С;полученный окисленный графит термообрабатывают при 1000 С, в течение 1-3 с длярасширения в печи, В результате получаютпорошок пенографита с насыпной плотностью 1,2 кг/м, из которого изготавливаютграфитовую фольгу.П р и м е р 2. Проводят по примеру 1,но берут 400 мл 98,5 -ной серной кислоты;Е раствора 1,8 В; обработку графита в окислительном растворе ведут в течение 8 мин,Получают первую ступень бисульфата графита с 1 = 8,00 А.Удельный расход персульфата аммония0,4 г, а серной кислоты - 4 мл на 1 г графита.П р и м е р 3. Проводят по примеру 1,но берут 300 мл 100 ной Н 2304: Е раствора 1,3 В; обработку графита в окислительном растворе ведут в течение 8 мин.Получают первую ступень бисульфата графита с 1 = 8,03 А.Удельный расход персульфата аммония0,4 г, а серной кислоты - 3 мл на 1 г графита,П р и м е р 4 (по известному способу),Готовят 500 мл раствора, содержащего 368г персульфата аммония в 98 -ной Н 2304 иизмеряют редокс-потенциал окислительного раствора. Он составил 1,85 В. 8 г графита(порошок 100-500 мкм) ГСМ обрабатываютпри перемешивании данным раствором. Впроцессе химической обработки наблюдается выделение газов, ощущается запах озона, связанные с разложением окислителя иприводящее к его дополнительному расходу. Через 30 мин получают первую ступеньбисульфата графита с 1 с = 8,01 А (при обработке в течение 15 мин получают вторуюступ ен ь С 48 Н 304 2 Н 2304. Последующиегидролиз, промывку водой, сушку и термообработку проводят по примеру 1, что приводит к получению пенографита с насыпнойплотностью 4,2 кгlм,Расход персульфата аммония 9 г, э серной кислоты - 62 мл на 1 г графита.При использовании окислительногораствора с Е = 1,2 В (МН 4)2320 в в 96 -нойНг 304) даже при обработке в течение 30-60мин, получают только вторую ступень бисульфата графита,1738755 Формула изобретения Способ получения бисульфата графита,включающий обработку при перемешива 15 20 25 30 35 40 50 Составитель В,АвдеевТехред М.Моргентал Редактор И.Дербак Корректор Э Лончакова Заказ 1973 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 По предлагаемому способу получают бисульфат графита первой ступени в 2 - 2,5 раза быстрее и с меньшей затратой реагентов по сравнению с известным способом, полученный пенографит имеет меньшую насыпную плотность, что позволяет получать из него качественную графитовуЮ фольгу. нии исходного порошкообразного графита раствором персульфата аммония в концентрированной серной кислоте, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сокращения 5 продолжительности процесса и снижениярасхода реагентов, обработку ведут раствором персульфата аммония в 98,5 - 100 О-ной серной кислоте с редокс-потенциалом 1,3- 1,8 В,10