Qual è il principio e lo scopo del sistema di dispersione ad ultrasuoni del grafene

Qual è il principio e lo scopo del sistema ultrasonico di dispersione del grafene

L'inchiostro è un materiale sottile, duro e bidimensionale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio nel mondo. La sua ottima resistenza, flessibilità, conducibilità elettrica, conducibilità termica e proprietà ottiche svolgono ruoli importanti in vari campi. Allo stato naturale, non esiste materiale a base di grafene a strato singolo, che generalmente esiste come grafite tridimensionale. È molto importante estrarre il grafene a singolo strato dalla grafite.

La dispersione ad ultrasuoni di grafene è anche chiamata peeling ad ultrasuoni di grafene. Il metodo di riduzione dell'ossido di grafite viene utilizzato insieme alle vibrazioni ultrasoniche per aumentare efficacemente la distanza tra gli strati di ossido di grafite. L'ossido di grafite con un ampio intervallo non è solo utile per altre molecole e atomi di interporre tra gli strati per formare ossido di grafite. Il materiale composito di intercalazione può essere facilmente sbucciato in un singolo strato di ossido di grafite, ponendo le basi per l'ulteriore preparazione del grafene a singolo strato.

Principio di dispersione ultrasonica del grafene

Le apparecchiature ad ultrasuoni di dispersione del grafene usano la cavitazione delle onde ultrasoniche per disperdere le particelle agglomerate. Mette la sospensione di particelle (liquido) da elaborare in un campo sonoro ultra forte e la elabora con un'ampiezza ultrasonica adeguata. Sotto gli effetti aggiuntivi di cavitazione, alta temperatura, alta pressione, microjet, forti vibrazioni, la distanza tra le molecole continuerà ad aumentare, portando infine alla frammentazione molecolare e alla formazione di una singola struttura molecolare. Questo prodotto è particolarmente efficace per la dispersione di nanomateriali (come nanotubi di carbonio, grafene, silice, ecc.).

Scopo della dispersione di grafene

Esistono numerosi materiali di grafite in natura e la grafite spessa 1 millimetro contiene circa 3 milioni di strati di grafene. La grafite a strato singolo è chiamata grafene, che non esiste in uno stato libero, e tutto esiste sotto forma di fogli di grafite laminati con più strati di grafene. Poiché la forza interstrato del foglio di grafite è relativamente debole, lo strato può essere rimosso mediante forza esterna per ottenere un grafene a strato singolo con uno spessore di un solo atomo di carbonio.

Metodo ad ultrasuoni assistito

Il sistema di dispersione ad ultrasuoni del grafene utilizza il metodo Hummers assistito ad ultrasuoni per preparare l'ossido di grafene. Utilizza un liquido come mezzo e aggiunge vibrazioni ad ultrasuoni ad alta frequenza al liquido. Poiché l'ecografia è un'onda meccanica, non viene assorbita dalle molecole e provoca il movimento vibratorio delle molecole durante il processo di propagazione. Sotto l'effetto della cavitazione, vale a dire alta temperatura, alta pressione, micro-getto, forti vibrazioni e altri effetti aggiuntivi, la distanza tra le molecole aumenta la distanza media a causa delle vibrazioni, portando infine alla frammentazione molecolare. La distanza tra gli strati di ossido di grafite può essere aumentata in modo più efficace e, con l'aumento della potenza ultrasonica, l'intervallo tra gli strati di ossido di grafite ottenuti aumenta.

La pressione rilasciata istantaneamente dall'onda ultrasonica distrugge la forza di van der Waals tra lo strato di grafene e lo strato, rendendo più difficile il raggruppamento del grafene. L'ossido di grafite con una grande distanza intercalare non è solo utile per altre molecole, atomi e altri strati intercalati per formare un materiale composito di intercalazione di ossido di grafite, ma è anche facilmente sbucciato in un singolo strato di ossido di grafite, gettando le basi per l'ulteriore preparazione di grafene a strato singolo.

Le apparecchiature a dispersione ad ultrasuoni possono essere utilizzate per la dispersione e l'omogeneizzazione di grafene, rivestimenti di inchiostro, ecc .; emulsificazione del petrolio; elaborazione di estrazione di medicina tradizionale cinese; celle, frantumazione di acqua di zavorra, trattamento di disinfezione; reazione accelerata di materie prime chimiche