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超声波石墨烯分散工作原理详细介绍

文章出处:www.fycg.com网责任编辑:成功超声波分散作者:成功超声人气:-发表时间:2018-07-27 10:05:00【

近年来,石墨烯得到越来越多的重视,国家也提倡石墨烯产业的发展,然而,石墨烯的制取方法也制约着大多数厂家的脚步,常见的氧化方法有Brodie法、Staudenmaier法及Hummers法,其原理均是先用强酸对石墨进行处理,然后加入强氧化剂进行氧化。氧化后的石墨通过超声波制取石墨烯分散设备离而形成氧化石墨烯,然后加入还原剂进行还原,从而得到石墨烯。

利用超声波分散石墨烯原理

石墨烯由于其表面惰性使得它与很多物质不相溶而且分散性差,极易团聚形成尺寸较大的团聚体,并且这种团聚体是不可逆的,使得纳米颗粒不能以单一的颗粒均匀分散,降低了自身的吸附 能力同时,也不能发挥其应有的纳米特性。对纳米粉体的应用性能以及石墨烯增强复合材料性能的改进产生十分不利的影响。

不使用表面活性剂或分散剂去制备稳定且高度浓缩的石墨烯是一项具有挑战性的任务。为了克服石墨烯层间的范德华力,超声空化产生的强大剪切力是制备这种稳定分散体的最先进方法。超声波在液态中的传播产生强大的压力波,形成数不清的的微观气泡,并经历迅速增长,闭合。在气泡闭合时,由于液态间的相互碰撞产生强大的冲击波,在其周边产生上千个大气压的压力, 从而产生强有力的剪切活动。

随着超声波功率的提升,超声波瞬间释放的压力破坏了石墨烯层与层之间的范德华力,有效地扩大石墨层间距。较大的层间距不仅有利于其他分子、原子等插入层间形成石墨插层复合材料,而且更容易被剥离,为下一步制备单层石墨烯打下基础。此外,通过精确控制超声处理的工艺参数,超声波分散技术可以避免化学作用以及晶体结构的损伤,从而获取导致原始的、无缺陷的石墨烯薄片。

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