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超声波分散对石墨烯制备的作用

更新时间:02-03-2022
摘要:

     2004年,英国物理学教授安德烈·K·盖姆等在碳材料领域取得划时代性的进展,首次通过微机械剥离法制备 […]

     2004年,英国物理学教授安德烈·K·盖姆等在碳材料领域取得划时代性的进展,首次通过微机械剥离法制备并观测了单片层石墨烯。石墨烯由于稳定的碳碳单键使其具有良好的物理和化学性能。然而,目前制备石墨烯的方法如氧化石墨烯还原法、外延生长法、化学气相沉积法等往往不能得到单层的石墨烯。

 

     由于其较大的比表面积,再加上片层与片层之间容易产生相互作用,进而极易出现团聚现象,因此石墨烯应用于增强复合材料性能时,其在基体中的分散问题一直面临着极大的挑战,且严重影响和制约其作为复合材料填料的应用潜力。因此,如何改善石墨烯的分散效果一直受到国内外科研工作者的广泛关注。

     超声波分散是一种可靠的方法,可以从石墨薄片或颗粒中生产出石墨烯层。其他常见的分散技术(例如球磨机,辊磨机或高剪切混合器)容易受到使用侵蚀性试剂和溶剂的影响。而超声波分散技术能够很好地克服这个问题,高效地制备石墨烯材料。超声波分散会使液体中的石墨烯转变为分散状态,即由于超声波振动效应而对固体或流体进行精细或超精细的超声研磨。由于在液体介质中产生的超声场的特殊性,超声分散提供了高度分散的均匀,化学纯净的悬浮液(粒径小于1μm)。

 

     高功率超声系统可以用于石墨烯和氧化石墨烯的剥离,分散和制备。可靠的超声波处理器和先进的反应堆可提供石墨烯处理所需的功率,精确的控制的加工条件,从而可以将超声波加工结果精确地调整到所需的加工目标

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