Графинов оксид – Ултразвукова ексфолиация и дисперсия
Графен оксид е водоразтворим, амфифилни, нетоксичен, биоразградими и могат лесно да бъдат разпръснати в стабилни колоиди. Ултразвукова ексфолиране и дисперсия е много ефективен, бърз и разходно-ефективен метод за синтезира, разпръсне и функиира графен оксид в промишлен мащаб. При обработка надолу, ултразвукови диспергатори произвеждат висока производителност графен оксид-полимерни композити.
Ултразвуков ексфолиране Графенът оксид
За да контролирате размера на графена оксид (отидете) nanosheets, методът за ексфолиране играе ключова фактор. Благодарение на прецизно контролирани параметри на процеса ултразвукови ексфолиране е най-широко използваният разслояване техниката за производството на висококачествени графен и графен оксид.
За ултразвукова ексфолиране на графен оксид от графит оксид различни протоколи са налични. Намери едно примерно описание по-долу:
Графит оксид прах се смесва във воден разтвор на КОН с стойността на рН 10. За ексфолиране и последващо дисперсия, на сондата тип ултрасоннкаторът UP200St (200W) се използва. След това, К + йони са прикрепени върху графен базално равнина за предизвикване на процес на стареене. Застаряването се постига при ротационно изпаряване (2 часа). За да се отстрани прекомерни К + йони, прахът се промива и центрофугира различни времена.
Получената смес се центрофугира и лиофилизиран, така че диспергируема графен оксид прах се утаява.
Получаване на проводим GO паста: графен оксид прах може да бъде диспергиран в диметилформамид (DMF) при обработка с ултразвук, за да се получи проводима паста. (Han et al.2014)
Графинов оксид – Обелване (Pic .: Potts и др. 2011 г.)
Ултразвукова разпръскване на Графенът оксид
Ултразвуков Функционализиране Графенът оксид
Sonication се използва успешно за включване графен оксид (GO) в полимери и смеси.
Примери:
- графен оксид-TiO2 микросфери композитен
- полистирен-магнетит-графен оксид композитен (ядро-обвивка структуриран)
- полистиренови понижено композити графен оксид
- полианилин nanofiber покритие полистирен / графен оксид (ПАНИ-PS / GO) композитен ядро обвивка
- полистирен-вмъкнат графен оксид
- р-фенилендиамин-4vinylbenzen-полистирен модифициран графен оксид
Ултразвукова система за графен оксид ексфолиране
Ултразвукови Системи за Графенът и Графенът оксид
Hielscher Ultrasonics предлага висока мощност ултразвукови системи за ексфолиране, дисперсия и обработката надолу от графен и графен оксид. Надеждни ултразвукови процесори и усъвършенствани реактори осигуряват необходимата мощност, условия на процеса, като хуманно като прецизен контрол, така че резултатите от ултразвукови процеси могат да бъдат настроени точно до желаните цели на процеса.
Един от най-важните параметри на процеса е ултразвукови амплитуда, която е вибрационното разширяването и свиването на ултразвуковата сонда. Hielscher е промишлени ултразвукови системи са изградени, за да достави много високи амплитуди. Амплитудите на до 200 um могат лесно да бъдат непрекъснато работят в режим 24/7. За още по-високи амплитуди, Hielscher предлага персонализирани ултразвукови сонди. Всички наши ултразвукови процесори могат да бъдат коригирани, за да точно на необходимите условия за процесите и лесно се проследяват чрез вградения софтуер. Това гарантира най-висока надеждност, постоянно качество и възпроизводими резултати. Достоверността на ултразвуково оборудване Hielscher се дава възможност за 24/7 работа при тежки условия и в трудни условия. Това прави звукообработка предпочитаната технология на производство за широкомащабно получаване на графен, графен оксид и графитните материали.
Предлага широка гама от продукти на ultrasonicators и аксесоари (като sonotrodes и реактори с различни размери и геометрия), най-подходящи реакционни условия и фактори (например реактиви ултразвукови подаване на енергия за единица обем, налягане, температура, скорост на потока и т.н.) могат да бъдат избрал, за да получат най-високо качество. Тъй като нашите ултразвукови реактори може да бъде под налягане до няколко стотин Barg, на соникация на силно вискозни пасти с до 250,000 сР не е проблем за Hielschers ултразвукови системи.
Поради тези фактори ултразвукови разслояване / ексфолиране и диспергиращи превъзхожда конвенционалните смесване и смилане техники.
- голяма мощ
- високи сили на срязване
- високи налягания е приложимо
- прецизен контрол
- безшевни мащабиране (линеен)
- периодични и непрекъснати
- възпроизводими резултати
- надеждност
- устойчивост
- висока енергийна ефективност
Позоваването литература /
- Р.А., Konrath JR L.G., Кава S., Каррино Н.Л.В., Гонтелета М.Р.Ф. (2011): Синтез на нанометричен графен оксид и неговите ефекти, когато се добавя в MgAl2Най-4 керамичен, 10-ти SPBMat Бразилия.
- Kamisan А.С., Zainuddin L.W., Kamisan АС, Kudin T.I.T. Хасан O.H., Абдул Халим Н., Яхя M.Z.A. (2016): Ултразвуково Assisted Синтез на намалени Графенът окис в разтвор на глюкоза. Ключови Инженеринг Материали Vol. 708, 2016 г. 25-29.
- Štengl V., Henych J. М. Fair, Ecorchard P. (2014): Блокада ексфолиране на неорганични аналози на графен. Nanoscale Research Letters 9 (1), 2014.
- Štengl, В. (2012): Получаване на Графенът чрез използване на интензивен Кавитация поле в налягане Ултразвуково реактор. Chemistry - А European Journal 18 (44) 2012, 14047-14054.
- Tolasz J. V. Štengl, Ecorchard P. (2014): Получаване на композитен материал от Графенът оксид-полистирен, Трети Международна конференция за околната среда, химия и биология IPCBEE vol.78, 2014.
- Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R, S (2011): Графенът базирани полимерни нанокомпозити. Полимер Vol. 52, Брой 1, 2011 г. 5-25.
Факти заслужава да се знае
Ултразвук и кавитация: Как Графит е Експандиран да Графенът оксид под Соникацията
Ултразвуково ексфолиране на графит оксид (GRO) се основава на високо срязване сила, предизвикана от акустични кавитация, Акустични кавитация възниква поради / циклите на променлив високо налягане с ниско налягане, които са получени от свързването на мощни ултразвукови вълни в течност. По време на ниско налягане цикли occure много малки кухини или вакуумни мехурчета, които растат през редуващи се цикли на ниско налягане. Когато вакуума мехурчета достигне размер на която те не могат да абсорбират повече енергия, те колапс бурно по време на цикъла на високо налягане. Резултатите от балон на имплозията в Cavitational сили на срязване и стрес вълни, крайната температура до 6000K, екстремни скорост на охлаждане по-горе 1010К /, много високи налягания до 2000atm, крайни разлики налягане, както и течни струи с до 1000km / h (~280m / S).
Тези интензивни сили влияят върху графитни стакове, които са отслоени в една или няколко слоя графен оксид и девствени графенови nanosheets.
Графинов оксид
Графенът оксид (GO) се синтезира от ексфолиращ графит оксид (GRO). Докато графит оксид е 3D материал, състоящ се в милиони слоя графен слоеве с вмъкнати кислорода, графен оксид е моно- или няколко слоя графен че се окислява от двете страни.
Графенът оксид и графен различават един от друг в следните характеристики: графен оксид е полярен, докато графен е неполярен. Графенът оксид е хидрофилен, а графен е хидрофобен.
Това означава, графен оксид е водоразтворим, амфифилен, нетоксичен, биоразградими и форми стабилни колоидни суспензии. Повърхността на графен оксид съдържа епокси, хидроксил и карбоксилни групи, които са достъпни за взаимодействие с катиони и аниони. Благодарение на уникалната си органичен-неорганична хибридна структура и изключителни свойства, GO-полимерни композити предлагат висок потенциал за разнообразни индустриални приложения. (Tolasz и др. 2014 г.)
Намалена Графенът оксид
Намалена графен оксид (RGO) се получава чрез ултразвук, химично или термично намаляване на графен оксид. По време на етапа на редукция, повечето кислородни функционалности на графен оксид се отстраняват, така че получената понижено графен оксид (RGO) има много подобни характеристики на чист графен. Въпреки това, намалена графен оксид (RGO) не е без дефекти и девствен като чист графен.