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超聲波石墨烯分散系統(tǒng)
超聲波石墨烯分散系統(tǒng) 價(jià)格:  元(人民幣) 產(chǎn)地:浙江杭州市
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杭州嘉振超聲波科技有限公司  
經(jīng)營模式:生產(chǎn)加工 公司類型:私營有限責(zé)任公司
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詳細(xì)介紹

由于石墨的特殊特性已為人所知,因此開發(fā)了幾種石墨制備方法。通過復(fù)雜的化學(xué)工藝由氧化石墨烯制備石墨烯,期間加入非常強(qiáng)的氧化和還原劑,在這些苛刻的化學(xué)條件下制備的石墨烯經(jīng)常含有大量缺陷。

超聲波是一種經(jīng)過驗(yàn)證的替代方法,可以生產(chǎn)大量高質(zhì)量的石墨烯。將石墨加入稀有機(jī)酸,醇和水的混合物中,然后將混合物暴露于超聲波輻射下。該酸起“分子楔”的作用,將石墨烯片與母體石墨分離。 通過這種簡單的過程,產(chǎn)生了大量未分散的,高質(zhì)量的分散在水中的石墨烯。

石墨烯簡介

石墨烯是一種由碳原子以sp?雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。 石墨烯的碳原子厚的碳薄片通過非鍵合相互作用形成石墨,并且具有極大的表面積。

“它是宇宙中最薄的物質(zhì),也是有史以來最堅(jiān)固的物質(zhì)。其表現(xiàn)出巨大的本征載流子遷移率,具有最小的有效質(zhì)量(為零),可以在室溫下進(jìn)行微米長距離的傳播而不散射。石墨烯可以維持比銅高6個(gè)數(shù)量級的電流密度,顯示出創(chuàng)紀(jì)錄的熱導(dǎo)率和硬度,不透氣,并能調(diào)和脆性和延性等相互沖突的特性。石墨烯中的電子傳輸用狄拉克式方程描述,該方程允許在臺式實(shí)驗(yàn)中研究相對論量子現(xiàn)象。

超聲石墨烯分散原理

超聲波石墨烯分散設(shè)備是利用超聲波的空化作用來分散團(tuán)聚的顆粒。它是將所需處理的顆粒懸浮液(液態(tài))放入超強(qiáng)聲場中,用適當(dāng)?shù)某曊穹右蕴幚。在空化效?yīng),高溫,高壓,微射流,強(qiáng)振動等附加效應(yīng)下,分子間的距離會不斷增加,最終導(dǎo)致分子破碎,形成單分子結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品尤其對于分散納米材料(如碳納米管、石墨烯、二氧化硅等)有良好效果。

石墨烯分散目的

自然界中存在大量的石墨材料,厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。單層石墨被稱為石墨烯,在自由狀態(tài)下不存在該物質(zhì),都以多層石墨烯層疊的石墨片的形式存在。由于石墨片的層間作用力較弱,可以通過外力進(jìn)行層層剝離,從而獲得只有一個(gè)碳原子厚度的單層石墨烯。

常用的分散方法

微機(jī)械剝離法

  • 用膠帶直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來,不斷重復(fù)這個(gè)過程。
  • 使用一種材料與膨化或引入缺陷的熱解石墨進(jìn)行摩擦,體相石墨的表面會產(chǎn)生絮片狀的晶體,絮片狀晶體中含有單層石墨烯。

缺點(diǎn):石墨烯產(chǎn)量低,面積小,難以精確控制尺寸,效率低,不能大規(guī)模制備。

化學(xué)氣相沉積法

將一種或多種含碳的氣態(tài)物質(zhì)(通常為低碳的有機(jī)物氣體)通入到真空反應(yīng)器中,通過高溫使含碳的氣體分解碳化(通常為低碳的有機(jī)物氣體),在基底表面生長出一種碳單質(zhì)的過程。

缺點(diǎn):石墨烯的六角蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu),無法完全石墨化,品質(zhì)不如微機(jī)剝離法的好,高昂的成本及苛刻的設(shè)備要求都限制了其規(guī)模化制備石墨烯,還需要加入催化劑降低了石墨烯純度。

晶體外延取向生長法

一種是通過加熱單晶 6H-SiC 脫除 Si,從而在 SiC 晶體表面外延生長石墨烯。石墨烯和 Si 層接觸,這種石墨烯的導(dǎo)電性受到基底影響;另一種是利用金屬單晶中的微量碳成分,通過在超高真空下高溫退火,金屬內(nèi)碳元素在金屬單晶表面析出石墨烯。

缺點(diǎn):石墨烯薄膜厚度不均勻,難以控制,生成的石墨烯緊緊地黏貼在基底上難以剝離,會影響石墨烯的特性。同時(shí)需在超真空及高溫條件下生長,條件極為苛刻,設(shè)備要求高,無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、可控制備石墨烯。

氧化石墨還原法

氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法,其中Hummers法石墨烯分散需加入超聲波輔助。

超聲波波制備石墨烯

當(dāng)以高強(qiáng)度超聲處理液體時(shí),傳播到液體介質(zhì)中的聲波導(dǎo)致產(chǎn)生交替的高壓(壓縮)和低壓(稀疏)循環(huán),其速率取決于頻率。 在低壓循環(huán)期間,高強(qiáng)度超聲波在液體中產(chǎn)生小的真空氣泡或空隙。 當(dāng)氣泡達(dá)到不能再吸收能量的體積時(shí),它們在高壓循環(huán)期間劇烈塌陷。 這種現(xiàn)象稱為空化現(xiàn)象。 在內(nèi)爆期間,局部達(dá)到非常高的溫度(約5,000K)和壓力(約2,000atm)。 空化氣泡的內(nèi)爆也導(dǎo)致液體射流速度高達(dá)280 m/s。超聲空化引起的物理化學(xué)變化,可應(yīng)用于石墨烯制備。

超聲波分散和解聚超聲波分散和解聚

空化誘導(dǎo)聲化學(xué)在能量和物質(zhì)之間提供了獨(dú)特的相互作用,氣泡內(nèi)的熱點(diǎn)為~5000K,壓力為~1000bar,加熱和冷卻速率大于1010K s-1;這些特殊的條件允許進(jìn)入一系列通常無法進(jìn)入的化學(xué)反應(yīng)空間,這允許合成各種不同尋常的納米結(jié)構(gòu)材料。

石墨烯直接剝離

超聲波直接剝離制備的石墨烯的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Hummer方法得到的石墨烯。超聲波可以在有機(jī)溶劑、表面活性劑/水溶液或離子液體中制備石墨烯。這意味著可以避免使用強(qiáng)氧化或還原劑在超聲作用下通過剝落產(chǎn)生了石墨烯。超聲波處理濃度為 1mg/ml 石墨烯氧化物的熔液,AFM圖像顯示總是存在具有均勻厚度的薄片(1nm),這些良好的氧化石墨烯剝離樣品中沒有厚度大于1nm或厚度小于1nm的石墨烯薄片,由此得出結(jié)論,在這些條件下,實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯完全剝落得到單個(gè)氧化石墨烯薄片。

超聲波石墨烯分散

超聲波分散設(shè)備可用于石墨烯,油墨涂料等分散,均質(zhì)化處理;石油乳化;中藥萃取加工;細(xì)胞,壓載水破碎,消毒處理;化工原料加速反應(yīng)等方面。

工作頻率 20KHz 使用功率 1000-3000W
產(chǎn)品類型 工業(yè)級 截面尺寸 Ф50mm
單釜處理量 5L-10L 工作振幅 40-80μm
發(fā)射頭材質(zhì) 鈦合金 發(fā)射頭類型 五節(jié)型
應(yīng)用領(lǐng)域 化工、醫(yī)藥,化妝品 外殼材質(zhì) 不銹鋼/鋁合金
驅(qū)動電源 數(shù)控發(fā)生器 產(chǎn)品型號 HC-DF2020GD

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