Ultrasonik ekipmanla grafen hazırlama prensibini ve sürecini biliyor musunuz?

"2019 Travel of Dispersed Grinding Equipment Enterprises in the Pearl River Delta Bölgesi", grafen hazırlamak için ultrasonik ekipman geliştiriyor ve kullanıyor. Grafeni soymak için ultrasonik yöntemin esas olarak ultrasonun kavitasyon etkisinden kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Sıvı, yüksek enerjili ultrasonun etkisi altındayken, sıvıdaki küçük kabarcıklar periyodik olarak büyüme, büzülme ve yırtılma sürecinden geçecektir. Kopma tarafından üretilen şok dalgası, grafitin yüzeyine hemen etki edecek ve karşılık gelen grafit, sıkıştırıcı stres dalgası üretecektir. Sıkıştırıcı gerilim dalgası prensibine göre, sıkıştırıcı gerilim dalgası grafitin yüzeyine yayıldığında, grafit gövde yansıtacak ve çekme gerilimi üretecektir. Bu nedenle, sayısız küçük baloncuk patladığında,

Ultrasonik grafen hazırlama işlemi, Şekil 1'e göre ultrasonik sürücü güç kaynağı, reaktör gövdesi, ultrasonik vibratör, malzeme girişi ve malzeme pompasını birleştirmektir. Soğutma sirkülasyon suyu girişi, harici su kaynağı, soğutma sirkülasyon suyu çıkışı ile bağlantılıdır. harici su çıkış borusuna bağlanır ve malzeme akışı ayar vanası, besleme kontrol vanası, tahliye kontrol vanası ve numune alma portu kontrol vanası kapatılır. Hammadde olarak grafit kullanılarak (Şekil 2: a'da gösterildiği gibi), düşük oksidasyon derecesine sahip genişletilmiş grafit (Şekil b'de gösterildiği gibi) ön interkalasyondan sonra elde edilir ve grafen ön arıtma çözeltisi oluşturmak için bir miktar organik çözücüye veya suya eklenir ( Şekil c'de gösterildiği gibi); Ultrason, ısıtma veya hava akımı yardımıyla, iyi dağılıma sahip grafen dağılımı elde edilir (Şekil d'de gösterildiği gibi); Daha sonra dispersiyon santrifüj ile ayrılır veya grafen yongaları elde etmek için filtre presi ile süzülür.


Grafen, organik çözücünün yüzeyi ile eşleştiğinde, bunların etkileşimi, grafen tabakalarını soymak için gereken enerjiyi dengeleyebilir ve daha sonra ultrasonik işlem yoluyla, ultrason, bir soyma etkisi oynamak için soyma kuvveti sağlar. Ultrasonik sürenin arttırılması, grafen verimini çok iyi artırabilir. Ultrasonik güç kaynağının ultrasonik gücünün ayarlanması da grafenin soyma etkisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Grafenin soyma etkisi, ultrasonik gücün eşleşme derecesine ve grafen katmanları arasındaki van der Waals kuvvetine bağlıdır. Ultrasonik güç uygun şekilde arttırıldığında, grafenin yüzeyinde oluşan çekme gerilimi, grafen katmanları arasındaki van der Waals kuvvetinden daha büyüktür ve soyulma etkisi de önemli ölçüde artacaktır.


Deneysel çalışma, grafitin sıcak interkalasyonuyla oluşturulan grafen ön işlem çözeltisinin, ultrasonik ekipmanın etkisi altında grafeni kolayca soyabildiğini ve grafen lamelinin temel olarak 10 katmanın altında olduğunu buldu. Grafenin ultrasonik hazırlama prensibi "ultrasonik kavitasyona" dayandığından, grafenin yapısal kusurlarına neden olmaz ve büyük ölçekli grafen üretimi için büyük önem taşıyan morfoloji ve performans bütünlüğünü sağlar.