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    超声波石墨烯分散机打破石墨烯发展中的瓶颈

    发布时间:2021-12-20      点击次数:69
       超声波石墨烯分散机的核心内容是如何解决粒子的团聚问题。石墨烯由于表面惰性导致其与很多物质不溶且分散性差,要得到单个分散的粒子非常困难,如何使粒子均匀地分散到基体中去是石墨烯分散技术的关键技术。
      石墨烯分散的目的是为了实现互不相溶的分散,必须强力粉碎并混合其粒子,这意味着新表面的形成必须克服表面张力的阻力来实现。随着技术的不断发展,团聚问题已成为石墨烯继续发展的瓶颈,因此提高石墨烯分散性已经成为提高产品(材料)质量、性能和工艺效率不可或缺的技术方法。
      石墨烯由于表面惰性导致其与很多物质不溶且分散性差,如何解决石墨烯发展中的瓶颈问题有两种思路:一是低成本高质量石墨烯原料的规模化生产;二是石墨烯的商业化应用。近两年石墨烯进入产业化应用阶段,产业链上下游互动至关重要,我们必须面向用户进行二次开发,去解决分散和成型等共性技术难题,让石墨烯更接“地气”。
      石墨烯粉体的粒度细微、比表面积大、表面能高、表面原子数增多及原子配位不足等特性,使得这些表面原子具有很高的活性,极不稳定,很容易团聚形成带有若干链接接口的尺寸较大的团聚体。粉体的团聚一般分为软团聚和硬团聚。团聚体的形成使得纳米颗粒不能以单一的颗粒均匀分散,不能发挥其应有的纳米特性,对纳米粉体的应用性能产生十分不利的影响。
      当石墨烯与有机溶剂表面相匹配时,它们的相互作用可以平衡剥离石墨烯薄片之间所需要的能量,再通过超声处理,超声波提供剥离作用力,起到剥离效果,增加超声时间可以很好地提高石墨烯产率。调节超声波电源的超声功率同样对石墨烯剥离效果有明显影响,石墨烯的剥离效果取决于超声功率与石墨烯层间范德华力的匹配程度,当适当增加超声功率,石墨烯表面产生的拉应力大于石墨烯层间的范德华力,剥离效果也会明显增加。
      超声辅助法
      在超声石墨烯分散体系中,采用超声辅助Hummers法制备氧化石墨烯。由于超声波是一种机械波,不被分子吸收,在传播过程中引起分子振动。在空化效应下,即在高温、高压、微射流和强振动的附加作用下,分子间的平均距离因振动而增加,从而导致分子破碎。随着超声功率的增加,氧化石墨层间距增加。
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