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石墨烯具有優異的材料性能,例如增強復合材料的強度,并且越來越多地用于復合材料領域。自然界中存在著大量的石墨材料, 1mm厚度的石墨材料中可分離出約300萬層單層石墨烯,但是石墨烯的比表面積大,往往會形成團聚,因此從石墨上剝離單層或幾層石墨烯難度較大。 傳統的氧化還原方法需要非常強的氧化劑和還原劑。 在這種情況下獲得的石墨烯通常具有缺陷。
超聲法制取石墨烯主要源于超聲波的空化效應,當液體在高能量的超聲波作用下,液體中的微小氣泡會周期性地經歷從生長、到收縮、最后破裂這一過程,伴隨破裂產生的沖擊波會立即作用在石墨體表面,相應的石墨體會產生壓應力波,根據壓應力波原理,當壓應力波傳播到石墨體的表面時,石墨體就會反射產生拉應力。因此,當無數微小氣泡破裂時,在石墨薄片之間的拉應力會不斷增加,直到剝離石墨烯薄片。當石墨烯與有機溶劑表面相匹配時,它們的相互作用可以平衡剝離石墨烯薄片之間所需要的能量,再通過超聲處理,超聲波提供剝離作用力,起到剝離效果,增加超聲時間可以很好地提高石墨烯產率。調節超聲波電源的超聲功率同樣對石墨烯剝離效果有明顯影響,石墨烯的剝離效果取決于超聲功率與石墨烯層間范德華力的匹配程度,當適當增加超聲功率,石墨烯表面產生的拉應力大于石墨烯層間的范德華力,剝離效果也會明顯增加。
實驗研究發現,通過對石墨的熱插層處理形成石墨烯預處理液,在超聲波的作用下,可以輕易地剝離出高品質石墨烯,并且石墨烯片層基本在10層以下。由于石墨烯超聲制備原理是基于“超聲空化作用”,不會造成石墨烯結構缺陷,保證了其形貌和性能完整,對大規模量產石墨烯具有重要的意義。
杭州精浩機械提供:單套實驗室超聲石墨烯制取設備→單套工業級超聲石墨烯制取設備→多套工業級超聲石墨烯制取設備串聯或者疊加的工業化石墨烯生產線。
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2.用硅膠軟管替代固定式金屬管道, 便于更換, 避免清洗死角。
3.可以將石墨烯剝離到10層以下, 甚至單層,剝離效果非常好。
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