石墨烯分散機是利用超聲波的空化作用來(lái)分散團聚的顆粒。它是將所需處理的顆粒懸浮液(液態(tài))放入*聲場(chǎng)中,用適當的超聲振幅加以處理。在空化效應,高溫,高壓,微射流,強振動(dòng)等附加效應下,分子間的距離會(huì )不斷增加,醉終導致分子破碎,形成單分子結構。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。
要想更好的使用石墨烯分散機,需要先了解石墨烯是怎么合成的:
化學(xué)氣相沉積法:主要用于制備石墨烯薄膜,高溫下甲烷等氣體在金屬襯底表面催化裂解沉積然后形成石墨烯。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以生長(cháng)大面積、高質(zhì)量、均勻性好的石墨烯薄膜,但缺點(diǎn)是成本高工藝復雜存在轉移的難題,而且生長(cháng)出來(lái)的一般都是多晶。
機械剝離法:利用3M的膠帶手工制備出了石墨烯,但是這種方法產(chǎn)率極低而且得到的石墨烯尺寸很小,該方法顯然并不具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。
氧化-還原法:指將天然石墨與強酸和強氧化性物質(zhì)反應生成氧化石墨,經(jīng)過(guò)超聲分散制備成氧化石墨烯,然后加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團后得到石墨烯。氧化-還原法制備成本較低容易實(shí)現,成為生產(chǎn)石墨烯的主流方法。但是該方法所產(chǎn)生的廢液對環(huán)境污染比較嚴重,所制備的石墨烯一般都是多層石墨烯或者石墨微晶而非嚴格意義上的石墨烯,并且產(chǎn)品存在缺陷而導致石墨烯部分電學(xué)和力學(xué)性能損失。
溶劑剝離法:將少量的石墨分散于溶劑中形成低濃度的分散液,利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力,溶劑插入石墨層間,進(jìn)行層層剝離而制備出石墨烯。此方法不會(huì )像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構,可以制備高質(zhì)量的石墨烯。缺點(diǎn)是成本較高并且產(chǎn)率很低,工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。
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