Роль ультразвуковой дисперсии в подготовке графена
Ультразвуковая дисперсия является надежным методом получения графеновых слоев из графитовых хлопьев или частиц. Другие распространенные методы дисперсии (такие как шариковые мельницы, роликовые мельницы или смесители с высоким сном) подвержены использованию агрессивных реагентов и растворителей. Ультразвуковая технология дисперсии вполне может преодолеть эту проблему и эффективно подготовить графеновые материалы.
Ультразвуковая дисперсия графена
Ультразвуковая дисперсия преобразует графен в жидкости в рассеянное состояние, то есть тонкую или сверхтонкую ультразвуковую шлифовку твердых веществ или жидкостей из-за воздействия ультразвуковой вибрации. Из-за особенности ультразвукового поля, генерируемого в жидкой среде, ультразвуковая дисперсия обеспечивает высокоразрозненную однородную, химически чистую суспензию (размер частицы менее 1 мкм).
Принцип ультразвуковой подготовки графена
Ультразвуковая подготовка графена основана на эффекте кавитации, поэтому квантовая структура внутри графена не будет уничтожена. Ультразвуковая кавитация может генерировать высокочастотную амплитуду с помощью высокомощного ультразвука. УЗИ большой мощности может быть использовано для обработки жидкости, таких как смешивание, эмульгирование, рассеивание и деагломерация или шлифовка. Когда жидкость sonicated на высокой интенсивности, звуковые волны распространяются в жидкой среде причиной чередующихся высокого давления (сжатия) и низкого давления (отражение) циклов, скорость зависит от частоты. В цикле низкого давления, высокоинтенсивное УЗИ создаст небольшие вакуумные пузырьки или пустоты в жидкости. Когда пузырьки достигают объема, который не может поглощать энергию, они разрушаются яростно во время цикла высокого давления. Это явление называется кавитация.
кавитация
Ультразвуковое дисперсионное оборудование будет передавать высокочастотные вибрации в жидкость, а применение этого механического напряжения может отделить агломерацию графеновых частиц. Когда жидкость ультрасонически обрабатывается, звуковые волны, распространяющиеся в жидкую среду, вызывают высокое давление (сжатие) и низкое давление (отражение) для цикла поочередно. Ультразвуковая кавитация в жидкости может вызвать высокоскоростные жидкие струи до 1000 км/ч (примерно 600 миль / ч). Эта струя сжимает жидкость при высоком давлении между частицами и отделяет графен друг от друга. Меньшие частицы ускорятся с жидкой струей и сталкиваются на высокой скорости. Высокотягая ударная волна, генерируемая скоростным столкновением, постоянно действует на поверхность графитового тела, а графит будет отражать и генерировать напряженный стресс. Когда большое количество микропузырьки лопнет, напряженный стресс между графитовыми хлопьями будет продолжать увеличиваться, и графеновые хлопья будут постепенно отслаиваться.
Отшелушивание и дисперсия графена
Если графен должен использоваться в качестве материала, графен должен быть равномерно рассеян в составе. Поскольку графен гидрофобен, трудно получить высокона концентрационные графеновые дисперсии без сурфактантов или диспергаторов.
Графеновые нанолисты (ВНП) могут быть изготовлены путем отшелушивания графита в растворители с помощью высокомощной ультразвуковой обработки. Ультразвуковой отшелушиваемый графен может быть функционализирован с биополимами для получения водоразливного графена. Благодаря ультразвуковой кавитации синтезированный графен может быть дополнительно обработан в стабильную дисперсию на водной основе. Легко агломерат, когда графеновые нанометров смешиваются в жидкость. Ультразвуковая дисперсия может сломать графен, агломерированный в воде и неосуществимые суспензии, и может оказывать весь потенциал наноматериалов.
Оксид графена водорастворим и может быть легко рассеян в стабильный коллоид. Ультразвуковое отшелушивание и дисперсия является очень эффективным, быстрым и экономически эффективным методом, который может синтезировать, рассеивать и функциональнеть оксид графена в промышленных масштабах. Для того, чтобы контролировать размер нанолистов оксида графена (GO), метод отшелушивания играет ключевую роль. Благодаря точным и управляемым параметрам процесса ультразвуковой пилинг является наиболее широко используемой технологией наслоения при производстве высококачественного графена и оксида графена.
Графен
Ультразвуковое вспомогательное жидкое отшелушивание
Отшелушивание жидкости (LPE) является эффективным методом отшелушивания графеновых хлопьев. Основной принцип заключается в том, чтобы добавить графит или оксид графита в качестве сырья в конкретный растворитель или сурфактант, чтобы перемешать горячий слой интеркаляции, чтобы сформировать графен предварительной обработки решения, а затем использовать ультразвуковые волны, испускаемые высокой мощности ультразвукового устройства для очистки графена от графитовой поверхности. выходить.
Метод пилинга жидкой фазы
Основными факторами влияния ультразвукового графенового пилинга являются кавитация ультразвуковых волн и сила высокого сала. Кавитация во время ультразвуковой обработки вызывает графит, рассеянный в растворители, чтобы быть раздавлен. Сила стрижки ультразвуковых волн может сделать растворитель форме микро струй для воздействия на поверхность графита и способствовать разделению между графитовых слоев.
суммировать
Высокой мощности ультразвуковой системы могут быть использованы для пилинга, дисперсии и подготовки графена и графена оксида. Надежные ультразвуковые процессоры и современные реакторы могут обеспечить мощность, необходимую для обработки графена, и точно контролировать условия обработки, так что ультразвуковые результаты обработки могут быть точно скорректированы с требуемыми целями обработки.
