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    一文让你彻底搞懂超声波石墨烯分散设备

    发布时间:2021-12-17      点击次数:72
       超声波石墨烯分散设备是利用超声波的空化作用来分散团聚的颗粒。它是将所需处理的颗粒悬浮液(液态)放入声场中,用适当的超声振幅加以处理。在空化效应,高温,高压,微射流,强振动等附加效应下,分子间的距离会不断增加,最终导致分子破碎,形成单分子结构。该产品尤其对于分散纳米材料(如碳纳米管、石墨烯、二氧化硅等)有良好效果。
      超声波石墨烯分散----目的:
      自然界中存在大量的石墨材料,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。单层石墨被称为石墨烯,在自由状态下不存在该物质,都以多层石墨烯层叠的石墨片的形式存在。由于石墨片的层间作用力较弱,可以通过外力进行层层剥离,从而获得只有一个碳原子厚度的单层石墨烯。
      超声波石墨烯分散----优势
      1、与传统的一些分散方法相比,超声波分散是一种有效的分散方法,它的成本更低,并且易于操作和维护。
      2、能更有效地提高氧化石墨层间距,且随着超声波功率的提高,所得到的氧化石墨的层间距呈扩大趋势。
      3、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,使得石墨烯更加不容易团聚在一起。层间距较大的氧化石墨不仅有利于其他分子、原子等插入层间形成氧化石墨插层复合材料,而且易于被剥离成单层氧化石墨,为进一步制备单层石墨烯打下基础。
      超声波石墨烯制取设备的基本原理:
      超声波设备的应用,主要是在溶剂热插层法和氧化还原法上,这两种方法操作较为简便,而且成本低于其他制备的方法,是目前国内大规模制备纳米级石墨烯粉主要采用的生产方式。由于超声波在液体中会产生空化作用,形成微射流、振动等物理现象,微观上,在液体中对悬浮颗粒起到一种高速搅拌、破碎、分离、分散的作用。简单的讲,就是超声波在制备石墨烯的溶液中,能起到反应加速和催化的作用。
      在溶剂热插层法中,将石墨粉末和插层剂按一定比例,在有机溶剂中均匀混合,再利用超声波水浴进行一定时间的剥离,然后对其作离心分离处理,通过微孔滤膜过滤后,就能得到石墨烯材料。
      氧化还原的方法,是将氧化石墨粉末加入到去离子水中,通过超声波振荡,得到氧化石墨烯在去离子水中的氧化石墨烯分散液,在分散液中通过加入咖啡酸粉末,还原反应后得到石墨烯溶液,也是通过微孔滤膜过滤收集,并真空干燥,后得到石墨烯。
      石墨烯超声波分散机组成部分:
      1.超音波振动源(驱动电源):把50-60Hz的市电转化为高功率的高频率(15kHz—100kHz)电源,提供给换能器。
      2.换能器把高频率电能转化为机械振动能。
      3.变幅杆:联接并固定换能器与工具头,将换能器之振幅放大后传送到工具头。
      4.工具头(导入杆):把机械能和压力传至工作物,同时也有振幅放大的功能
      石墨烯分散设备超声设备在石墨烯制备中的作用:目前制备石墨烯的方式主要是机械剥离法跟氧化还原法,这两种方式成本不高,所以青睐。在这两种制造工艺中均会用到超声设备。其原理就是因为在液体环境中会产生空化反应。空化反应指的是在液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动,当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。在这一过程中会形成一个微射流,振动等物理现象。就是这一物理现象来剥离石墨烯。
      超声波石墨烯分散设备可用于石墨烯,油墨涂料等分散,均质化处理;石油乳化;萃取加工;细胞,压载水破碎,处理;化工原料加速反应等方面。
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