گرافین اکسید – لایه برداری و پراکندگی سونوگرافی
اکسید گرافن محلول در آب ، دوزیستان ، غیر سمی ، زیست تخریب پذیر است و می تواند به راحتی به کلوئید پایدار پراکنده شده است. لایه برداری و پراکندگی التراسونیک بسیار کارآمد ، سریع و مقرون به صرفه روش برای سنتز ، پراکنده و functionalize اکسید گرافن در مقیاس صنعتی است. در پردازش پایین دست ، متفرق مافوق صوت تولید عملکرد بالا کامپوزیت گرافن اکسید پلیمر.
التراسونیک لایه برداری اکسید گرافن
به منظور کنترل اندازه از اکسید گرافن (GO) نانوصفحات، روش لایه برداری نقش یک عامل کلیدی است. با توجه به پارامترهای فرایند دقیقا قابل کنترل، لایه برداری مافوق صوت به طور گسترده استفاده از روش لایه لایه شدن برای تولید گرافن با کیفیت بالا و اکسید گرافن است.
برای لایه برداری مافوق صوت از اکسید گرافن از اکسید گرافیت پروتکل های مختلف در دسترس هستند. پیدا کردن یکی توضیحات نمونه زیر:
پودر اکسید گرافیت به KOH آبی با مقدار pH 10. برای لایه برداری و پراکندگی پس از آن، پروب نوع مخلوط اولتراسونیکاتور UP200St (200 وات) استفاده می شود. پس از آن، K + به داخل هواپیما پایه گرافن متصل به القا روند پیری. پیری تحت تبخیر دوار (2 ساعت) به دست آورد. به منظور حذف بیش از حد K + به، پودر شسته شده و زمان های مختلف سانتریفوژ.
مخلوط به دست آمده است سانتریفوژ و یخ خشک، به طوری که یک پودر اکسید گرافن دیسپرس رسوب.
آماده سازی خمیر GO رسانا: پودر اکسید گرافن را می توان در دی متیل فرمامید (DMF) تحت فراصوت به منظور تولید خمیر رسانا پراکنده شده است. (al.2014 هان و همکاران)
گرافین اکسید – لایه برداری (عکس .: پاتس و همکاران 2011)
التراسونیک دیسپرس از اکسید گرافن
التراسونیک عاملدار از اکسید گرافن
روش فراصوت است موفقیت مورد استفاده برای ترکیب اکسید گرافن (GO) به پلیمرهای و کامپوزیت.
مثال ها:
- گرافن اکسید TiO درH2S کامپوزیت سیلیکا
- پلی استایرن-مگنتیت-گرافن کامپوزیت اکسید (هسته-پوسته ساختار)
- کائوچو و مواد مرکب اکسید گرافن پلی استایرن کاهش
- پلی آنیلین نانوالیاف پلی استایرن گالوانیزه / اکسید گرافن (PANI-PS / GO) کامپوزیت پوسته هسته
- اکسید گرافن-پلی استایرن های intercalated
- P-فنیلن دی آمین-4vinylbenzen-پلی استایرن اکسید گرافن اصلاح شده
سیستم آلتراسونیک برای لایه برداری اکسید گرافن
سیستم آلتراسونیک برای گرافن و گرافن
Hielscher فرا صوت ارائه می دهد سیستم های اولتراسونیک با قدرت بالا برای لایه برداری، پراکندگی و پردازش پایین دست گرافن و اکسید گرافن. پردازنده مافوق صوت قابل اعتماد و راکتور پیچیده ارائه قدرت مورد نیاز، شرایط فرآیند به عنوان جوشکاری کنترل به عنوان دقیق، به طوری که نتایج فرآیند اولتراسونیک را می توان دقیقا به اهداف فرآیند مورد نظر تنظیم شده است.
یکی از مهم ترین پارامترهای فرآیند دامنه مافوق صوت است که گسترش ارتعاشی و انقباض در پروب اولتراسونیک است. در Hielscher سیستم های اولتراسونیک صنعتی ساخته شده است به ارائه دامنه بسیار بالا است. دامنه تا 200μm به راحتی می توان به طور مداوم در 24/7 عملیات را اجرا کنید. برای دامنه و حتی بالاتر، Hielscher ارائه می دهد پروب اولتراسونیک سفارشی. تمام پردازنده اولتراسونیک ما را می توان دقیقا به شرایط فرآیند مورد نیاز تنظیم و به راحتی از طریق نرم افزار ساخته شده است در تحت نظارت است. این تضمین می کند بالاترین قابلیت اطمینان، سازگار با کیفیت و نتایج تجدید پذیر. استحکام تجهیزات سونوگرافی Hielscher اجازه می دهد تا برای 24/7 عملیات در سنگین و در محیط های خواستار است. این باعث می شود فراصوت تکنولوژی تولید مورد نظر برای آماده سازی در مقیاس بزرگ از گرافن، اکسید گرافن و مواد گرافیتی.
ارائه طیف گسترده ای از کالا ultrasonicators و لوازم جانبی (مانند sonotrodes و راکتور با اندازه و هندسه های مختلف)، شرایط واکنش مناسب ترین و عوامل (به عنوان مثال معرف، ورودی انرژی مافوق صوت در هر حجم، فشار، دما، سرعت و غیره جریان) می تواند انتخاب برای به دست آوردن بالاترین کیفیت. از آنجا که راکتور اولتراسونیک ما را می توان به چند صد برگ از فراصوت از رب ها و سس بسیار چسبناک تحت فشار تا با به 250000 centipoise هیچ مشکلی برای سیستم های اولتراسونیک Hielschers است.
با توجه به این عوامل، مافوق صوت لایه لایه شدن / لایه برداری و پاشش مخلوط کردن و سنگ زنی روش های معمول برتری دارد.
- قدرت بالا
- نیروهای برشی بالا
- فشار بالا قابل اجرا
- کنترل دقیق
- مقیاس پذیری بدون درز (خطی)
- دسته ای و مداوم
- نتایج تجدید پذیر
- قابلیت اطمینان
- نیرومندی
- بهره وری انرژی بالا
ادبیات / منابع
- Gouvea R.A.، Konrath جونیور L.G.، کاوا S.، Carreno N.L.V.، گونکالوس M.R.F. (2011): سنتز اکسید گرافن نانو و اثرات آن زمانی که در MgAl اضافهH2Sاميد4 سرامیک. 10 SPBMat برزیل.
- Kamisan A.I.، زین الدین L.W.، Kamisan عج، Kudin T.I.T.، حسن O.H.، عبدالحلیم N.، یحیی M.Z.A. (2016): التراسونیک سنتز کمک از کاهش اکسید گرافن در محلول گلوکز. کلید جلد مهندسی مواد. 708، 2016. 25-29.
- Štengl V.، Henych J. M. نمایشگاه، Ecorchard ص (2014): لایه برداری سونوگرافی آنالوگ معدنی از گرافن. نانو تحقیقاتی 9 (1)، 2014.
- Štengl، V. (2012): تهیه گرافن با استفاده از یک حفره درست شدید در یک تحت فشار التراسونیک راکتور. شیمی - یک مجله اروپایی 18 (44)، 2012. 14047-14054.
- Tolasz J. V. Štengl، Ecorchard ص (2014): آماده سازی از مواد کامپوزیت از اکسید گرافن-پلی استایرن. کنفرانس بین المللی 3 در محیط زیست، شیمی و زیست شناسی vol.78 IPCBEE، 2014.
- پاتس J. R.، درایر D. R.، Bielawski کانال. W.، Ruoff R.S (2011): گرافن مبتنی بر نانوکامپوزیتهای پلیمری میباشد. پلیمر جلد 52، شماره 1، 2011. 05/25.
آمار ارزشمند دانستن
سونوگرافی و حفره: چگونه گرافیت است که به اکسید گرافن تحت روش فراصوت کندهشده
لایه برداری در حمام اولتراسونیک از اکسید گرافیت (GRO) بر نیروی برشی بالا القا شده بر اساس کاویتاسیون صوتی. کاویتاسیون صوتی ناشی به دلیل متناوب فشار بالا / چرخه فشار پایین، که توسط جفت شدن امواج اولتراسوند قدرتمند در یک مایع تولید می شود. در طول چرخه کم فشار رخ حفره بسیار کوچک و یا حباب خلاء، که بیش از متناوب چرخه فشار کم رشد می کنند. هنگامی که خلاء حباب رسیدن به یک اندازه که در آن آنها می توانند انرژی بیشتری را جذب نمی کند، آنها به شدت در طول چرخه فشار بالا سقوط. نتایج انفجار حباب در نیروهای برشی حفره و امواج استرس، درجه حرارت شدید تا 6000K، نرخ خنک کننده شدید بالاتر از 1010K / S، فشار بسیار بالا تا 2000atm، تفاوت فشار شدید و همچنین جت مایع با 1000km / ساعت (~280m / بازدید کنندگان).
آن نیروهای شدید پشته گرافیت، که به یک یا چند لایه اکسید گرافن و گرافن نانوصفحات بکر delaminated تاثیر می گذارد.
گرافین اکسید
اکسید گرافن (GO) توسط لایه برداری اکسید گرافیت (GRO) تولید کرد. در حالی که اکسید گرافیت مواد 3D متشکل در میلیون ها لایه هایی از لایه های گرافن با اکسیژن های intercalated است، اکسید گرافن تک و یا چند لایه گرافن است که در هر دو طرف اکسیژن است.
اکسید گرافن و گرافن از یکدیگر در ویژگی های زیر متفاوت است: اکسید گرافن قطبی است، در حالی که گرافن ناقطبی است. اکسید گرافن آبدوست است، در حالی که گرافن آبگریز است.
این به این معنی، اکسید گرافن، فیلیک، غیر سمی، زیست تخریب پذیر و فرم های محلول در ثبات محلول در آب است. سطح اکسید گرافن شامل اپوکسی، هیدروکسیل، و گروه کربوکسیل، که با برقراری ارتباط با کاتیون ها و آنیون هستند. با توجه به ساختار خود منحصر به فرد آلی و غیر آلی ترکیبی و خواص استثنایی، GO-پلیمر کامپوزیت ارائه پتانسیل بالا برای کاربردهای صنعتی چند برابر. (Tolasz و همکاران 2014).
کاهش اکسید گرافن
کاهش اکسید گرافن (rGO) توسط کاهش اولتراسونیک، شیمیایی و یا کاهش حرارت اکسید گرافین تولید می شود. در مرحله کاهش، اکثر ویژگی های اکسیژن گرافیت اکسید حذف می شوند به طوری که در نتیجه کاهش گرافیت اکسید گرافن (rGO) ویژگی های بسیار مشابه با گرافن نابالغ است. با این حال، اکسید گرافین کاهش یافته (rGO) به عنوان گرافن خالص نقصی و بی نظیر نیست.