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稀土石墨层间化合物是指在一定的条件下,将含有稀土元素的粒子插入到石墨层间,形成的一种新型的复合材料。由于其具备一些特殊的电、磁等性能,因此可以应用于电池电极材料、催化剂载体、磁性材料等诸多领域。这不仅节约了稀土资源,而且为提升石墨价值开辟了一条新的思路。本文以天然鳞片石墨、氧化钆为原料,制备了稀土钆膨胀石墨层间化合物和稀土钆氧化石墨层间化合物,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱分析(EDS)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTA)、红外光谱(FT-IR)等多种分析与测试方法对产物的结构、形貌和组成进行了表征。本文采用混酸法制备了膨化石墨,利用其良好的吸附性能,选用简便的液相混合吸附法成功制备出了稀土钆膨胀石墨层间化合物(GdCl3-Gd2O3-EG-GICs)。研究表明,当原料膨胀石墨与氧化钆的质量比W(Gd2O3)/W(EG)较小时,GdCl3-EG-GICs为2、3阶混合结构,随着质量比的增大,插层结构稳定为3阶结构。Gd3+与膨胀石墨中的含氧基团结合能够生成Gd2O3 ,部分Gd2O3进入膨胀石墨层间形成4阶结构的Gd2O3-EG-GICs,其阶结构不随W(Gd2O3)/W(EG)比值的变化而变化。采用Hummers法制备了氧化石墨,利用氧化石墨碳层上羧基、羟基等含氧极性官能团易于吸附金属离子的特点,通过氧化石墨悬浮液与饱和氯化钆溶液的混合反应,钆离子插入到氧化石墨层间,与氧化石墨层间的羟基、羧基等结合形成了新的物质—水合碳酸氧钆,制得了水合碳酸氧钆-氧化石墨层间化合物。通过TG-DTA分析确认氧化石墨高温还原温度为480℃,在此温度下对水合碳酸氧钆-氧化石墨层间化合物进行还原,水合碳酸氧钆转变为Gd2O3单斜晶体,而非原料Gd2O3立方晶体,并且,氧化石墨层间吸附水脱出,C-O-C基团、C-OH基团和环氧或过氧基团等发生了分解反应,氧含量明显降低,晶体结构逐渐恢复为石墨的晶体结构,最终制得了氧化钆-石墨层间化合物。