石墨烯分散

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透明显示石墨烯这么神奇,那么它究竟有哪些制备方法呢?下面我们来做一个简单的了解。
新型隔墙1. 石墨粉的直接剥离
Khan实验组利用石墨粉为原料,在有机溶剂N-甲基-2-吡络烷酮中,长时间超声剥离制备了浓度高达1.2mg/ml的石墨烯分散液,单层率达到了4wt%。实验组还发现石墨烯粒径以及厚度与超声时间的开放呈线性关系,另外超声时间长达460小时候剥离的石墨烯片粒径仍然在1um以上,并且发现在超声过程中引入了结构缺陷。而且超声在放大上的局限性,虽然可以在实验中获得较为理想的分散液,但是无法进行进一步放大。
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2. 还原氧化石墨的剥离
  目前,从还原氧化石墨入手制备石墨烯分散液主要分为三类方法:一,在表面活性剂或者乳化剂存在的条件下去还原氧化石墨溶液,进而乳化功能化石墨烯;二,有机改性氧化石墨烯、热还原氧化石墨烯、化学还原氧化石墨烯使得其分散在水或者非水介质中;三,无需表面活性剂的还原氧化石墨烯分散液。
    Tolle报道了一种新型合成法来制备功能化石墨烯分散液,石墨烯能够在水、乙醇、异丙醇长时间稳定分散。分散液制备方法以还原氧化石墨为原料,石墨烯上含氧量为 4~16 w%。石墨烯分散液的制备首先通过 hummers 氧化,后热还原处理,最后经过一个申利英高压均质(high-pressure  homogenization,HPH)过程,整个流程无需表面活性剂还原剂,就能够制备出浓度高达 15  mg/mL 的还原氧化石墨烯分散液。未经过 HPH 过程,石墨烯会发生团聚进而发生沉淀,但是经过 HPH 过程后,石墨烯片变薄,对应的溶液也可以稳定分散。
由于未使用任何还原剂,所以制备的石墨烯是无毒无害的,并且,由于未添加任何表面活性剂,石墨烯的导电性也大大的提升了。
  下面我们来简单地说一说,这两种分散设备的原理和特点。     
    超声波能发出高频的震荡信号,通过换能转换器转换成高频机械震荡而转播到介质,会在溶液中疏密相间地向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下震动,当气压达到一定值时,气泡迅速变大而后突然闭合,闭合时会产生冲击波,会作用到溶液中的颗粒物中,使其受力而分散开。
    而高压均质机的原理是:利用柱塞泵将样品泵入设备模块,液体会在高压缩的情况下,通过一个均质阀组件构成的狭缝,并产生三种效应,第一种是在样品经过均质阀锐边时的剪切效应,第二种时,以极快的速度(300-500m/s)剧烈撞击在均质阀环产生的撞击效应,第三种是样品由高压区到低压区产生的瞬间压力释放,也就是爆破效应。隔热pc板
    对于石墨烯这种硬度其实不是很大,但需要达到稳定状态的产品,其需要更加均一的颗粒大小,这样更加有利于体系的稳定,而均质机设备是连续流的,可以将所有的样品按照同一条件处理,对于实验和生产的条件控制来说,这是非常重要的。

本文发布于:2024-09-23 18:29:21,感谢您对本站的认可!

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标签:石墨   分散   还原   氧化   制备   产生
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