超声波石墨烯分散系统的原理与用途
石墨烯是一种由单层碳原子构成的薄而硬的二维材料。它具有很好的强度、柔韧性、导电性、导热性和光学性能,在各个领域发挥着重要作用。天然状态下没有单层石墨烯。一般来说,它存在于三维石墨中。从石墨中提取单层石墨烯是非常重要的。
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超声石墨烯分散原理
超声石墨烯分散设备是利用超声空化作用来分散团聚颗粒。它是将需要处理的颗粒悬浮液(液体)置于比较强声场中,用适当的超声振幅进行处理。在空化、高温、高压、微射流、强振动等附加效应的作用下,分子间的距离会不断增加,从而导致分子碎裂,形成单分子结构。该产品对分散纳米材料(如碳纳米管、石墨烯、二氧化硅等)特别有效。
石墨烯分散的目的
自然界中有大量的石墨材料。1毫米厚的石墨含有大约300万层石墨烯。单层石墨被称为石墨烯,它不是以自由状态存在,而是以多层石墨烯片的形式存在。由于层间作用力较弱,在外力作用下,石墨烯可以层层剥离,得到只有一个碳原子厚度的单层石墨烯。
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。
超声波释放的压力打破了石墨烯层间的范德华力,使石墨烯更难团聚。石墨烯的插层易于通过插层和插层制备。
超声波分散设备可用于石墨烯、油墨、油漆的分散、均质、石油乳化、中药提取加工、细胞破碎、压载水破碎、消毒处理、化学原料加速反应等。
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