Ultragarsinis grafeno dispersijos eksfoliacija

Pristatykite:

Ultragarsinis grafeno dispersija, dar žinoma kaip ultragarsinis grafeno eksfoliacija, naudoja oksiduoto grafito mažinimo metodą ir sujungia jį su ultragarsine vibracija, kad efektyviai padidintų oksiduoto grafito tarpsluoksnių tarpus. Oksiduotas grafitas su didesniais tarpsluoksnių tarpais yra ne tik naudingas kitoms molekulėms, atomams ir kt. Įterpti į tarpsluoksnį, kad susidarytų oksiduotos grafito interkalacinės kompozicinės medžiagos, bet ir lengvai pašalinamas į vieno sluoksnio oksiduotą grafitą, padedant pagrindą tolesniam vieno sluoksnio grafeno paruošimui.

Principas:

Ultragarsinės grafeno dispersijos įranga naudoja ultragarso kavitacijos poveikį, kad išsklaidytų ir surinktų daleles. Dalelių suspensiją (skystį) reikia įdėti į ypač stiprų garso lauką ir gydyti ją tinkama ultragarsine amplitude. Esant papildomam poveikiui, tokiam kaip kavitacija, aukšta temperatūra, aukštas slėgis, mikrobacija ir stipri vibracija, atstumas tarp molekulių ir toliau didės, galiausiai sukels molekulinį suskaidymą ir susidarant vienos molekulės struktūras. Šis produktas daro ypač gerą poveikį nanomedžiagų, tokių kaip anglies nanovamzdeliai, grafenas, silicio dioksidas ir kt.

Tikslas:

Gamtoje yra daugybė grafito medžiagų, o grafitas, kurio storis 1 milimetras, turi maždaug 3 milijonus grafeno sluoksnių. Vieno sluoksnio grafitas vadinamas grafenu, kurio nėra laisvoje būsenoje ir egzistuoja sluoksniuotų grafeno lakštų pavidalu. Dėl silpnų grafito lakštų tarpsluoksnių jėgų sluoksnio po sluoksnio eksfoliacija gali būti pasiekiama per išorines jėgas, todėl vieno sluoksnio grafenas, kurio storis yra tik vienas anglies atomas.

Įprasti dispersijos metodai ir jų trūkumai:

1. Mikro mechaninio lupimo metodas

Naudokite juostą, kad tiesiogiai nuluptumėte grafeno dribsnius iš didesnių kristalų, ir nuolat pakartokite šį procesą.

Trintis tarp medžiagos ir išsiplėtusio arba defekto įvestas pirolizinis grafitas sukelia dribsnių, tokių kaip kristalai, birių grafito paviršiuje, kuriame yra vienas grafeno sluoksnis.

Trūkumai:Grafenas turi mažą gamybos išeigą, mažą plotą, sunkiai kontroliuojamą dydį, mažą efektyvumą ir negali būti paruoštas dideliu mastu.

2. Cheminio garų nusėdimo metodas

Vienos ar daugiau dujinių medžiagų, turinčių anglies (paprastai mažai anglies organines dujas) į vakuuminį reaktorių, įvedimo procesas ir anglies, turinčios dujas (paprastai mažai anglies organines dujas), suskaido ir karbonizuoja aukštoje temperatūroje, kad būtų užaugintas anglies elementas ant substrato paviršiaus.

Trūkumai:Grafeno šešiakampės korio kristalų struktūra negali būti visiškai grafitizuota, o jo kokybė nėra tokia gera kaip mikrokompiuterių eksfoliacijos metodas. Didelės išlaidos ir griežtos įrangos reikalavimai riboja didelio masto grafeno paruošimą, todėl reikia pridėti katalizatorius, kad būtų sumažintas grafeno grynumas.

3. Krištolo epitaksinio orientacijos augimo metodas

Vienas iš būdų yra pašalinti SI kaitinant vieno kristalo 6H SiC, tokiu būdu epitaksiškai auginant grafeną ant SiC kristalo paviršiaus. Grafenas liečiasi su Si sluoksniu, o šio grafeno laidumui įtakos turi substratas; Kitas būdas yra naudoti anglies komponentą metaliniuose pavieniuose kristaluose, o per aukštos temperatūros atkaitinimą po ypač aukšto vakuumo anglies elementas metalo viduje nusodina grafeną metalo vieno kristalo paviršiuje.

Trūkumai:Grafeno plėvelės storis yra netolygus ir sunkiai kontroliuojamas, o sugeneruotas grafenas yra tvirtai priklijuotas prie substrato ir sunkiai nulupti, o tai turės įtakos grafeno savybėms. Tuo pat metu jis turi augti ypač vakuume ir aukštoje temperatūroje, kurios yra ypač reiklios ir reikalauja aukštos įrangos, todėl neįmanoma pasiekti didelio masto ir kontroliuojamo grafeno paruošimo.

4. Grafito oksido mažinimo metodas

Grafeno oksidas paprastai gaunamas oksiduojant grafitą su stipria rūgštimi. Yra trys pagrindiniai oksiduoto grafito paruošimo metodai: Brodie metodas, Staudenmaier metodas ir Hummerso metodas. Tarp jų „Hummers“ metodas reikalauja pridėti ultragarso pagalbą grafeno dispersijai.

Charakteristikos:„Hummers“ metodas grafeno dispersijai: metodas yra paprastas, daug laiko reikalaujantis, turi didelę apdorojimo pajėgumą, yra saugus ir be taršos, ir šiuo metu yra dažniausiai naudojamas.

Ultragarso grafeno dispersijos pranašumai:

Ultragarsinės grafeno dispersijos sistema naudoja ultragarso pagalbinio Hummerso metodą oksiduoto grafeno paruošimui, kuris naudoja skystį kaip terpę ir prideda aukšto dažnio ultragarsinę vibraciją skysčiui. Dėl to, kad ultragarsas yra mechaninė banga, kurios nesugeria molekulių, ji sukelia molekulių vibracinį judesį sklidimo metu. Esant kavitacijos efektui, kuris reiškia papildomą poveikį, pavyzdžiui, aukštą temperatūrą, aukštą slėgį, mikrobaciją ir stiprią vibraciją, vidutinis atstumas tarp molekulių padidėja dėl vibracijos, galiausiai sukelia molekulinį suskaidymą. Tai gali efektyviai padidinti oksiduoto grafito tarpsluoksnių tarpus, o padidėjus ultragarsinei galiai, gauto oksiduoto grafito tarpsluoksnių tarpai linkę plėsti.

Ultragarso metu išsiskyręs slėgis sulaužo van der Waals jėgas tarp grafeno sluoksnių, todėl grafenas yra mažiau tikėtinas kartu sujungti. Grafeno oksidas, turintis didesnį tarpsluoksnių tarpus, yra ne tik naudingas kitoms molekulėms, atomams ir kt. Įterpti į tarpsluoksnį, kad susidarytų grafeno oksido interkalacinės kompozicinės medžiagos, bet ir lengvai nulupta į vieno sluoksnio grafeno oksidą, padedant pagrindą tolesniam vieno sluoksnio grafeno paruošimui.