Care este principiul și scopul sistemului de dispersie cu ultrasunete de grafen

Care este principiul și scopul sistemului de dispersie cu grafen cu ultrasunete

Inkene este un material subțire, dur, bidimensional, format dintr-un singur strat de atomi de carbon din lume. Puterea sa foarte bună, flexibilitatea, conductivitatea electrică, conductivitatea termică și proprietățile optice joacă roluri importante în diverse domenii. În starea naturală, nu există material grafen cu un singur strat, care există în general sub formă de grafit tridimensional. Este foarte important să extrageți grafen cu un singur strat din grafit.

Dispersia cu grafen ultrasonic este denumită și peeling cu grafen ultrasonic. Metoda de reducere a oxidului de grafit este utilizată împreună cu vibrațiile cu ultrasunete pentru a crește eficient distanța dintre straturile de oxid de grafit. Oxidul de grafit cu un interval mare nu este benefic doar pentru alte molecule și atomi să se interpună între straturi pentru a forma oxid de grafit. Materialul compozit de intercalație poate fi curățat cu ușurință într-un singur strat de oxid de grafit, punând bazele pentru pregătirea suplimentară a grafenului cu un singur strat.

Principiul dispersiei cu grafen ultrasonic

Echipamentul cu dispersie cu grafen cu ultrasunete folosește cavitația undelor cu ultrasunete pentru a dispersa particulele aglomerate. Acesta pune suspensia de particule (lichid) pentru a fi procesată într-un câmp de sunet ultra-puternic și o prelucrează cu amplitudine ultrasonică adecvată. Sub efectele suplimentare ale cavitației, temperaturii ridicate, presiunii înalte, microjetului, vibrațiilor puternice, distanța dintre molecule va continua să crească, ducând în cele din urmă la fragmentarea moleculară și formarea unei singure structuri moleculare. Acest produs este eficient în special pentru dispersia nanomaterialelor (cum ar fi nanotuburile de carbon, grafenul, silica etc.).

Scopul dispersiei grafenului

Există un număr mare de materiale de grafit în natură, iar 1 milimetru de grafit gros conține aproximativ 3 milioane de straturi de grafen. Grafitul cu un singur strat se numește grafen, care nu există într-o stare liberă și toate există sub formă de foi de grafit laminate cu mai multe straturi de grafen. Deoarece forța între strat a foliei de grafit este relativ slabă, stratul poate fi decojit prin forță externă pentru a obține un grafen cu un singur strat cu o grosime de doar un atom de carbon.

Metoda asistată cu ultrasunete

Sistemul de dispersie cu grafen cu ultrasunete folosește metoda Hummers asistată cu ultrasunete pentru a pregăti oxid de grafen. Utilizează un lichid ca mediu și adaugă vibrații ultrasonice de înaltă frecvență lichidului. Deoarece ecografia este o undă mecanică, aceasta nu este absorbită de molecule și provoacă mișcarea vibrațională a moleculelor în timpul procesului de propagare. Sub efectul cavitației, adică temperatură ridicată, presiune ridicată, micro-jet, vibrații puternice și alte efecte suplimentare, distanța dintre molecule crește distanța medie datorată vibrațiilor, ceea ce duce la fragmentarea moleculară. Distanța dintre straturile de oxid de grafit poate fi crescută mai eficient, iar odată cu creșterea puterii cu ultrasunete, intervalul dintre straturile de oxid de grafit obținute este în creștere.

Presiunea eliberată instantaneu de unda cu ultrasunete distruge forța van der Waals între stratul de grafen și strat, ceea ce face mai dificil pentru grafenul să se aglomereze împreună. Oxidul de grafit cu o distanță mare între straturi nu este benefic numai pentru alte molecule, atomi și alte straturi intercalate pentru a forma un material compozit de intercalare a oxidului de grafit, dar este ușor curățat într-un singur strat de oxid de grafit, punând bazele pentru pregătirea suplimentară a grafen cu un singur strat.

Echipamentele de dispersie cu ultrasunete pot fi utilizate pentru dispersia și omogenizarea grafenului, acoperirilor de cerneală, etc .; emulsionare de petrol; prelucrarea medicamentelor tradiționale chineze; zdrobirea apei de balast, tratarea dezinfectării; reacție accelerată a materiilor prime chimice