石墨的化學提純方法有哪些
除去石墨中的雜質,通常采用兩種方法。一是提高石墨化溫度,延長石墨化時間。將石墨化溫度提高到約3000℃,并保持15 ~ 50小時,灰分可降到0.07%以下,硼(B)的含量可降到0.5PPm。低沸點的雜質如Si、Ca、Al,Mg等都已揮發。
較麻煩的是難熔金屬,它們形成高熔點的碳化物,如碳化硼(B4C),其熔點為2350^,但一直到35001還不 沸騰,并在石墨結構中形成穩定的置換式固熔體.釩的中子俘獲截面為5巴,形成的碳 化物直到2800T還不溶化為了去掉這些極為有害的雜質,目前世界各國 廣泛采用鹵素氣體凈化法。
除雜的原則:
(1)不增:不增加新的雜質;
(2)不減:被提純的物質不能減少;
(3)易分:操作簡便,易于分離;
常見物質除雜總結
原物所含雜質除雜質試劑除雜質的方法
(1)N2(O2)-------灼熱的銅絲網洗氣
(2)CO2(H2S)-------硫酸銅溶液洗氣
(3)CO(CO2)-------石灰水或燒堿液洗氣
(4)CO2(HCl)-------飽和小蘇打溶液洗氣
(5)H2S(HCl)-------飽和NaHS溶液洗氣
(6)SO2(HCl)-------飽和NaHSO3溶液洗氣
(7)Cl2(HCl)-------飽和NaCl溶液洗氣
(8)CO2(SO2)-------飽和小蘇打溶液洗氣
(9)碳粉(MnO2)-------濃鹽酸加熱后過濾
(10)MnO2(碳粉)-------加熱灼燒
(11)碳粉(CuO)-------鹽酸或硫酸過濾
(12)Al2O3(Fe2O3)-------NaOH溶液(過量),再通CO2過濾、加熱固體
(13)Fe2O3(Al2O3)-------NaOH溶液過濾
(14)Al2O3(SiO2)-------鹽酸NH3?H2O過濾、加熱固體
(15)SiO2(ZnO)-------鹽酸過濾
(16)CuO(ZnO)-------NaOH溶液過濾
(17)BaSO4(BaCO3)-------稀硫酸過濾
(18)NaOH(Na2CO3)-------Ba(OH)2溶液(適量)過濾
(19)NaHCO3(Na2CO3)-------通入過量CO2
(20)Na2CO3(NaHCO3)-------加熱
(21)NaCl(NaHCO3)-------鹽酸蒸發結晶
(22)NH4Cl[(NH4)2SO4]-------BaCl2溶液(適量)過濾
(23)FeCl3(FeCl2)-------通入過量Cl2
(24)FeCl3(CuCl2)-------鐵粉、Cl2過濾
(25)FeCl2(FeCl3)-------鐵粉過濾
(26)Fe(OH)3膠體(FeCl3)-------(半透膜)滲析
(27)CuS(FeS)-------稀鹽酸或稀硫酸過濾
(28)I2(NaCl)------升華
(29)NaCl(NH4Cl)-------加熱
(30)KNO3(NaCl)-------蒸餾水重結晶
(31)乙烯(SO2、H2O)堿石灰洗氣
(32)乙烷(乙烯)-------溴水洗氣
(33)溴苯(溴)-------稀NaOH溶液分液
(34)硝基苯(NO2)-------稀NaOH溶液分液
(35)甲苯(苯酚)-------NaOH溶液分液
(36)乙醛(乙酸)-------飽和Na2CO3溶液蒸餾
(37)乙醇(水)-------新制生石灰蒸餾
(38)苯酚(苯)-------NaOH溶液、CO2分液
(39)乙酸乙酯(乙酸)-------飽和Na2CO3溶液分液
(40)溴乙烷(乙醇)-------蒸餾水分液
(41)肥皂(甘油)-------食鹽過濾
(42)葡萄糖(淀粉)-------(半透膜)滲析
氣體除雜的原則:
(1)不引入新的雜質
(2)不減少被凈化氣體的量注意的問題:
①需凈化的氣體中含有多種雜質時,除雜順序:一般先除去酸性氣體,如:氣體,CO2、SO2等,水蒸氣要在最后除去。
②除雜選用方法時要保證雜質完全除掉,如:除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液,因為Ca(OH)2是微溶物,石灰水中Ca(OH)2濃度小,吸收CO2不易完全。
方法:
A. 雜質轉化法:欲除去苯中的苯酚,可加入氫氧化鈉,使苯酚轉化為苯酚鈉,利用苯酚鈉易溶于水,使之與苯分開;
B. 吸收洗滌法;欲除去二氧化碳中混有的少量和水,可使混合氣體先通過飽和碳酸氫鈉溶液,再通過濃硫酸即可除去;
C. 沉淀過濾法:欲除去硫酸亞鐵溶液中混有的少量硫酸銅,加入少量鐵粉,待充分反應后,過濾除去不溶物即可;
D. 加熱升華法:欲除去碘中的沙子,即可用此法;
E. 溶液萃取法:欲除去水中含有的少量溴,可采用此法;
F. 結晶和重結晶:欲除去硝酸鈉溶液中少量的氯化鈉,可利用二者的溶解度不同,降低溶液溫度,使硝酸鈉結晶析出,可得到純硝酸鈉晶體;
G. 分餾蒸餾法:欲除去乙醚中少量的酒精,可采用多次蒸餾的方法;
H. 分液法:欲將密度不同且又互不相溶的液體混合物分離,可采用此法,如將苯和水分離;
K. 滲析法:欲除去膠體中的離子,可采用此法。如除去氫氧化鈉膠體中的氯離子。
石墨提純的各種方法, 主要有浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法和高溫提純法
石墨是一種高能晶體碳材料, 因其獨特的結構和導電、導熱、潤滑、耐高溫、化學性能穩定等特點 , 使其在高性能材料中具有較高應用價值, 廣泛應用于冶金、機械、環保、化工、耐火、電子、醫藥、軍工和航空航天等領域, 成為現代工業及高、新、尖技術發展必不可少的非金屬材料, 在國民經濟發展中的地位越來越重要, 國際業內專家預言: 20世紀是硅的世紀, 21世紀將是碳的世紀。
我國天然石墨成形地質條件好、分布廣泛、資源豐富、質量好, 儲量和產量都居世界首位, 是我國優勢礦產之一。
天然石墨根據其結晶程度不同, 可分為晶質石墨(鱗片)和隱晶質石墨(土狀)兩類。晶質石墨礦石的特點是品位不高, 固定碳含量一般不超過10%, 局部特別富集地段可達20% 或更多, 但該類石墨礦石可選性好, 浮選精礦品位可達85% 以上,是自然界中可浮性最好的礦石之一。隱晶質石墨的品位較高, 固定碳含量一般為60% ~ 80% , 最高可達95%, 但是礦石可選性較差。
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