Ultrasonic Graphene Dispersion

 

Kynna:

Ultrasonic graphene dispersion, einnig þekkt sem ultrasonic graphene exfoliation, notar aðferðina til að draga úr grafenoxíði, ásamt úthljóðs titringi, til að auka á áhrifaríkan hátt millilagsbil grafenoxíðs. Grafenoxíð með stærra millilagsbili auðveldar ekki aðeins innsetningu annarra sameinda, atóma o.s.frv. inn í millilagið til að mynda grafenoxíð samsett efni, heldur er einnig auðvelt að afhýða það í einslags grafenoxíð, sem leggur grunn að frekari undirbúningi úr einslags grafeni.

 

 

Meginregla:

Ultrasonic grafen dreifibúnaður nýtir kavitation áhrif ómskoðunar til að dreifa agglomerated agnir. Það felur í sér að setja nauðsynlega agnasviflausn (vökva) í ofursterkt hljóðsvið og vinna það með viðeigandi úthljóðsamplitude. Undir viðbótaráhrifum eins og kavitation, háum hita, háþrýstingi, örþotu og sterkum titringi mun fjarlægðin milli sameinda halda áfram að aukast, sem að lokum leiðir til sameinda sundrungar og myndunar eins sameindar. Þessi vara er sérstaklega áhrifarík til að dreifa nanóefnum eins og kolefni nanórör, grafen, kísil o.fl.

 

 

Hlutlæg:

Það er mikill fjöldi grafítefna í náttúrunni og grafít með þykkt 1 millimetra inniheldur um það bil 3 milljónir laga af grafeni. Einlags grafít er kallað grafen, sem er ekki til í frjálsu ástandi og er til í formi lagskiptra grafenblaða. Vegna veikra millilaga krafta grafítplatna er hægt að afhýða þau lag fyrir lag með ytri krafti, sem leiðir til eins lags grafen með aðeins eitt kolefnisatóm þykkt.

 

 

Algengar dreifingaraðferðir og gallar þeirra:

 

1. Örvélræn flögnunaraðferð

Fjarlægðu grafenblöð beint úr stærri kristöllum með límbandi og endurtaktu þetta ferli stöðugt.

Núningur milli efnis og stækkaðs eða gallaðs gjóskugrafíts leiðir til myndunar flókinna kristalla á yfirborði magngrafíts, sem innihalda eitt lag af grafeni.

Ókostir: Grafen hefur lága ávöxtun, lítið svæði, erfitt með að stjórna stærð nákvæmlega, lítil skilvirkni og er ekki hægt að útbúa í stórum stíl.

2. Efnafræðileg gufuútfellingaraðferð

Ferlið við að koma einu eða fleiri loftkenndum efnum sem innihalda kolefni (venjulega lítið kolefnis lífrænt gas) inn í lofttæmandi reactor, brjóta niður og kolsýra gasið sem inniheldur kolefni (venjulega lítið kolefnis lífrænt gas) með háum hita og rækta kolefnisþátt á yfirborð undirlags.

Ókostir: Sexhyrnt hunangsseimukristalbygging grafen er ekki hægt að grafíta að fullu og gæði þess eru ekki eins góð og örtölvuhúðunaraðferðin. Hár kostnaður og strangar kröfur um búnað takmarka stórfellda framleiðslu þess á grafeni og viðbót við hvata dregur einnig úr hreinleika grafensins.

3. Crystal epitaxial stilla vaxtaraðferð

Ein aðferðin er að fjarlægja Si með því að hita einkristalla 6H SiC, þar með vöxt grafens á yfirborði SiC kristalla. Grafen og Si lag komast í snertingu og leiðni þessa grafen hefur áhrif á undirlagið; Önnur aðferð er að nýta snefilmagn af kolefni í einkristöllum úr málmi, og með háhitaglæðingu undir ofurháu lofttæmi, fellur kolefnisþátturinn inni í málmnum grafeni út á yfirborð málmeinkristallsins.

Ókostir: Þykkt grafenfilmu er ójöfn, erfitt að stjórna, og myndað grafen er þétt fest við undirlagið, sem gerir það erfitt að afhýða, sem getur haft áhrif á eiginleika grafensins. Á sama tíma þarf það að vaxa við mjög erfiðar aðstæður með ofurtómarúmi og háum hita, með miklar kröfur um búnað, sem gerir það ómögulegt að ná fram stórum og stjórnanlegum undirbúningi grafen.

4. Oxað grafít minnkunaraðferð

Oxað grafen fæst almennt með sterkri sýruoxun grafíts. Það eru þrjár meginaðferðir til að útbúa oxað grafít: Brodie aðferð, Staudenmaier aðferð og Hummers aðferð. Meðal þeirra, Hummers aðferðin krefst þess að bæta við úthljóðsaðstoð fyrir grafendreifingu.

Eiginleikar: Hummers aðferð við grafendreifingu: Aðferðin er einföld, tímafrek, hefur mikla vinnslugetu, er örugg og mengunarlaus og er nú algengasta aðferðin.

 

 

Kostir ultrasonic grafendreifingar:

 

Úthljóðs grafendreifingarkerfið notar úthljóðsaðstoðaða Hummers aðferð til að undirbúa grafenoxíð, sem notar vökva sem miðil og bætir hátíðni úthljóðs titringi við vökvann. Vegna þess að ómskoðun er vélræn bylgja sem frásogast ekki af sameindum, veldur hún sameinda titringi við útbreiðslu. Undir kavitunaráhrifunum, sem fela í sér viðbótaráhrif eins og háan hita, háþrýsting, örþotu og sterkan titring, eykst fjarlægðin milli sameinda vegna titrings, sem leiðir að lokum til sundrungar sameinda. Það getur á áhrifaríkan hátt aukið millilagabil oxaðs grafíts og með aukningu á ultrasonic krafti sýnir millilagabil oxaðs grafíts vaxandi þróun.

Augnabliksþrýstingurinn sem losaður er við ómskoðun brýtur van der Waals kraftana á milli grafenlaga, sem gerir það ólíklegra að grafen safnist saman. Stórt millilagabil grafenoxíðs auðveldar ekki aðeins innsetningu annarra sameinda, atóma o.s.frv. inn í millilagið til að mynda grafenoxíð samsett efni, heldur gerir það einnig auðvelt að afhýða það í einslags grafenoxíð, sem leggur grunn að frekari undirbúningur á einslags grafeni.