氟化石墨主要用于各种苛刻条件下的高能量密度锂氟电池原料、固体润滑剂、核反应堆材料、医药中间体等，其中，固体润滑剂和锂氟化碳电池电极材料是氟化石墨应用最为广泛的领域。
虽然氟化石墨的研究始于一个世纪以前，但工业化技术一直被美国、日本等少数几个国家掌握。近几年，我国部分企业通过自主研发打破了技术避垒，逐渐掌握了氟化石墨生产技术，并成功用于工业化生产，产品性能甚至赶超国外。
下面，小编就从合成方法和应用领域等方面为大家介绍一下氟化石墨。
1、什么是氟化石墨
氟化石墨是石墨碳与氟直接反应而制得的一类层间化合物，其化学结构式可用(CFx)n表示，其中F/C比(x)为不定值，变化区间为0
高氟化度石墨具有优良的热稳定性，是电和热的绝缘体，不受强酸和强碱的腐蚀，润滑性能超过MoS2和鳞片石墨。
由于氟化石墨具有许多优异性能，在军事、航空、航天、冶金、机电、化工及特种材料领域具有广泛应用，是当前最具经济前景的新型石墨制品。
2、氟化石墨的合成方法
(1)直接合成法
固体碳和气体氟在一定的范围内加热反应，这一工艺其原料只涉及固体碳和气体氟两种，外界条件只有温度反应效果的好坏，只和反应物本身和反应条件有关，此是最早的合成方法，也是最成熟的工业生产方法。
(2)催化合成法
在石墨和氟气的反应系统中，如果有微量的金属氟化物存在时，则在低于正常条件下也能实现氟化，金属氟化物在这里起到了催化作用制得的氟化石墨中，含有微量的金属氟化物，虽然量微，却改变了氟化石墨的性质，特别是导电率提高了一个数量级。
(3)固-固合成法
该法利用固体含氟聚合物和石墨混合，在惰性气体中加热至260℃制得氟化石墨，这一合成方法在安全性上得到改善，但氟化程度较低，产品不均匀。
(4)电解法
将碳素或石墨材料在无水氢氟酸中电解，就可生成新的氟化石墨，即在阳极和阴极之间使氢氟酸循环，这样可以连续地合成氟化石墨，本方法通过控制反应液的浓度、电解温度和导电剂添加量等实现的，但氟化程度较低，产物F/C不均匀，该法的工艺仍在进一步完善之中。
虽然氟化石墨的研究始于一个世纪以前，但工业化技术只是被美国、日本等少数几个公司掌握。近几年，我国一些企业也逐渐掌握了氟化石墨生产技术，并成功用于工业化生产。
3、氟化石墨的用途
(1)高能量密度锂氟化碳电池电极材料
氟化石墨具有很好的化学、热压稳定性，表面能极低，电活性极高，适合作高能电池阳极材料CF0.5-0.99的氟化石墨最适合做高能电池阳极材料，含氟量高有利于减少阳极体积，使电池小型化。
湖北卓熙氟化股份有限公司电池级氟化石墨
高氟化石墨CF1.1-1.26虽然含氟量高，却由于电阻率过大，需要加入离子导电剂Li。采用低氟化石墨作为锂电池电极材料，原位合成锂氟电极。研究表明，该反应具有适用温度范围广，放电电动势高且平稳，高能量密度，安全环保，自放电慢，使用寿命可达10年以上。
利用氟气与氦气的混合气体在不同的温度下制备功能化氟化石墨，分别制备出了氟碳比为0.89、0.66和0.47的氟化石墨。结果表明：性能最佳的氟化石墨的氟碳比为0.47，其放电电压最高可达到2.8V，制备的氟碳比为0.89的氟化石墨，其比容量可达到721mA/g。
(2)固体高效润滑剂
高氟化度石墨比原石墨、二硫化钼(MoS2)等具有更高的润滑性，这种高氟化石墨的结构为交错层状，面层碳原子2p电子参与Sp3杂化与氟原子形成共价键，从而使氟化石墨失去了部分导电性。层面的上下表面密布结合着氟原子，由于氟原子的电负性，相邻层面的氟原子之间存在着斥力，使碳层的层间距由石墨的3.35Å伸展至7.08Å，层间能由石墨的39.681 kJ/mol降至8.365kJ/mol，因此层面容易滑动，润滑性更强。
实验表明：在高温、高压及高载荷(882kg/cm2)条件下，高氟化石墨仍然保持良好的润滑性能，因此被称为“润滑之王”。
通过电解熔盐KF•2HF制取氟气，再将氟气与石墨在500℃时进行反应，制备出了氟化石墨材料，并对氟化石墨、石墨、二硫化钼进行摩擦因数测试。结果发现氟化石墨摩擦因数小于石墨和MoS2，证明了氟化石墨的确有优良的润滑性能。
(3)疏水防油材料
由于氟原子的引入，氟化石墨的表面吉布斯自由能显著降低，层间能非常小，完全不为水所湿润。氟化石墨是一种最憎水的材料之一，这是因为它的强共价性和C-F健低极化所致。
比如在石蜡上水的接触角为90°-100°，即便是目前最难润滑的聚四氟乙烯，其接触角也只有110°左右，而水对氟化石墨的接触角却高达145°左右，所以氟化石墨可以用作高性能防水剂或疏水材料。
(4)氟化石墨纤维散热材料
氟气与石墨纤维反应制成的氟化石墨纤维，可以用来制造电子测试器的散热材料。
(5)吸音材料
氟化石墨涂于有机物的表面可制得吸音材料，用于内燃机及其他尾气排放处，减少噪声污染。
(6)脱模剂和研磨剂
氟化石墨的低表面能使它可用于为模铸、胶合板成型、粉末成型、烧结精压及塑料金属模的脱模剂，并可作研磨剂，用于光学器件的研磨。
(7)碱性锌锰电池正极添加剂
氟化石墨还可以碱性锌锰电池的正极添加剂，氟化石墨能够显著地提高电池的放电容量，其最佳的添加剂含量为5%，不同氟化度的氟化石墨增加电池放电容量的幅度也不同，其中含氟量为35%时效果最佳。
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