Գրաֆենի օքսիդ – Ուլտրաձայնային ապլոպացիա եւ ցրվածություն
Գրաֆենի օքսիդը ջրային լուծույթ ունեցող, ամֆիֆիլային, ոչ թունավոր, կենսազերծելի է և կարող է հեշտությամբ տարածվել կայուն կոլոիդների մեջ: Ուլտրաձայնային արտահանումը և ցրումը շատ արդյունավետ, արագ և ծախսարդյունավետ մեթոդ է `արդյունաբերական մասշտաբով գرافենի օքսիդի սինթեզման, ցրման և ֆունկցիոնալացման համար: Ստորգետնյա մշակման գործընթացում ուլտրաձայնային ցրումը արտադրում է բարձրորակ գրաֆենի օքսիդ-պոլիմերային կոմպոզիտներ:
Ուլտրաձայնային Exfoliation Of Graphene օքսիդի
Որպեսզի վերահսկել չափը Graphene օքսիդ (GO) nanosheets, որ exfoliation մեթոդը խաղում առանցքային գործոնը: Շնորհիվ իր ճշգրիտ կառավարելի գործընթացի պարամետրերի, ուլտրաձայնային exfoliation է առավել լայնորեն օգտագործվում շերտավորման տեխնիկան արտադրության բարձր որակի graphene եւ graphene օքսիդ.
Գրաֆիտի օքսիդի գրաթենի օքսիդի ուլտրաձայնային շերտերի համար առկա են տարբեր արձանագրություններ: Ստորեւ բերեք մեկ օրինակելի նկարագրություն.
Գրաֆիտի օքսիդի փոշին խառնվում է ջրային KOH- ով pH- ի արժեքով 10. Փեղկման եւ հետագա ցրման համար սոսնձի տեսակը ultrasonicator UP200St (200W) է օգտագործվում. Հետո K + իոնները կցվում են գրաֆենային բազալային հարթության վրա `առաջացնելով ծերացման գործընթաց: Ծերացումը կատարվում է պտտվող գոլորշիացման ընթացքում (2 ժամ): Ավելի քան K + իոնները հեռացնելու համար փոշին լվանում եւ ցենտֆուգվում է տարբեր ժամանակներում:
Ստացված խառնուրդն սենսրիֆիկացված է եւ սառեցված, չորացրած, այնպես, որ ցրտահարված գրաֆենի օքսիդի փոշին առաջանում է:
Պատրաստում է conductive GO մածուկ: The Graphene օքսիդ փոշի կարող է ցրել է DIMETHYLFORMAMIDE (DMF) ներքո sonication որպեսզի արտադրել conductive կպցնել: (Han եւ al.2014)
Գրաֆենի օքսիդ – Exfoliation (Pic .: Potts et al., 2011):
Ուլտրաձայնային ցրել է Graphene օքսիդի
Ուլտրաձայնային Functionalization Հյուրատետր Graphene օքսիդի
Sonication հաջողությամբ օգտագործվում է ընդգրկել graphene օքսիդ (GO) մեջ պոլիմերներ եւ COMPOSITES.
Օրինակներ:
- Graphene օքսիդ-TiO2 microsphere կոմպոզիտային
- Պոլիպրոպիլեն-magnetite-Graphene օքսիդ կոմպոզիտային (core-shell համակարգված)
- Պոլիպրոպիլեն կրճատվել Graphene օքսիդ բաղադրյալ
- polyaniline nanofiber կաղապարով Պոլիպրոպիլեն / Graphene օքսիդի (pani-PS / GO) միջուկը վահանակ կոմպոզիտային
- Պոլիպրոպիլեն-intercalated Graphene օքսիդ
- P-ֆենիլենդիամինի-4vinylbenzen-Պոլիպրոպիլեն փոփոխվել Graphene օքսիդ
Ուլտրաձայնային համակարգ Graphene օքսիդի exfoliation
Ուլտրաձայնային համակարգեր graphene եւ Graphene օքսիդի
Hielscher Ultrasonics առաջարկում է բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային համակարգերի համար exfoliation, ցրվածություն եւ հոսանքն ի վար վերամշակման graphene եւ graphene օքսիդ. Հուսալի ուլտրաձայնային վերամշակման եւ բարդ ռեակտորներ մատուցել պահանջվող իշխանությունը, պրոցեսի պայմանները, ինչպես Լավ, որքան ճշգրիտ վերահսկողության, այնպես, որ ուլտրաձայնային գործընթացի արդյունքները կարող են լարված հենց ցանկալի գործընթացի նպատակներին:
Մեկը կարեւորագույն գործընթացի պարամետրերի է ուլտրաձայնային առատություն, որը հանդիսանում է տատանողական ընդլայնումը եւ կրճատում է ուլտրաձայնային ստուգվել. Hielscher ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր կառուցված են մատուցել շատ բարձր amplitudes. Amplitudes մինչեւ 200μm կարող է հեշտությամբ շարունակաբար վազում 24/7 շահագործման. Համար ավելի բարձր amplitudes, Hielscher առաջարկում հարմարեցված ուլտրաձայնային զոնդերը: Մեր բոլոր ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող է հենց ճշգրտվում է պահանջվող պրոցեսի պայմաններում եւ հեշտությամբ վերահսկվել միջոցով Ներկառուցված ծրագրային. Սա ապահովում է ամենաբարձր հուսալիությունը, հետեւողական որակի եւ վերարտադրելի արդյունքներ. Հուսալիությունը Hielscher ի ուլտրաձայնային սարքավորման թույլ է տալիս 24/7 շահագործման է ծանր տուրքի եւ պահանջելով միջավայրում. Սա ստիպում sonication նախընտրած արտադրության տեխնոլոգիա համար լայնածավալ պատրաստումը graphene, graphene օքսիդի եւ graphitic նյութերի.
Առաջարկում է լայն արտադրանքի տեսականի ultrasonicators եւ պարագաների (ինչպիսիք են sonotrodes եւ ռեակտորների տարբեր չափերի եւ geometries), առավել հարմար արձագանքման պայմանների եւ գործոնների (օրինակ ռեակտիվները, ուլտրաձայնային էներգիայի մեկ ծավալի, ճնշման, ջերմաստիճանի, հոսքի արագությունը եւ այլն) կարող են լինել ընտրվել, որպեսզի ձեռք բերել ամենաբարձր որակի. Քանի որ մեր ուլտրաձայնային ռեակտորներ կարող է շարունակել ճնշումներ գործադրել մինչեւ մի քանի հարյուր barg, որ sonication բարձր մածուցիկ pastes հետ 250,000 centipoise խնդիր չկա Hielschers ուլտրաձայնային համակարգերով:
Շնորհիվ այս գործոնների, ուլտրաձայնային շերտավորման / exfoliation եւ ցրել գերազանցում է ավանդական mixing եւ ֆրեզերային տեխնիկան:
- բարձր էներգիայի
- բարձր ճղել ուժերը
- բարձր ճնշումները կիրառելի
- ճշգրիտ հսկողություն
- seamless scalability (գծային)
- խմբաքանակի եւ շարունակական
- վերարտադրելի արդյունքներ
- հուսալիություն
- կայունության
- բարձր էներգիայի արդյունավետությունը
Գրականություն / հղումներ
- Gouvea R.A., Konrath Jr L.G., Cava Ս., Carreño N.L.V., Goncalves M.R.F. (2011 թ.): Սինթեզ nanometric graphene օքսիդի եւ դրա հետեւանքների, երբ ավելացրել է մԳալ2The4 խեցեգործական, 10-րդ SPBMat Բրազիլիա.
- Kamisan Á.Ì., Zainuddin L.W., Kamisan Ա.Ս., Kudin T.I.T., Հասան O.H., Աբդուլ Հալիմ Ն., Յահյա M.Z.A. (2016 թ.): Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ սինթեզ կրճատվել Graphene օքսիդի է գլյուկոզա լուծում. Key Engineering Materials Vol. 708, 2016 թ 25-29:
- Štengl Վ, Henych Ջ Մ. Fair, Ecorchard P. (2014): Ուլտրաձայնային exfoliation անօրգանական նախադեպեր են graphene: Nanoscale Research Նամակներ 9 (1), 2014 թ.
- Štengl, Վ. (2012 թ.): Պատրաստում graphene կողմից օգտագործելով ուժեղ Cavitation Field է pressurized ուլտրաձայնային ռեակտորի. Քիմիա - Եվրոպական Journal 18 (44), 2012 թ 14047-14054.
- Tolasz J. Վ Štengl, Ecorchard P. (2014): The պատրաստում Composite Նյութական Graphene օքսիդի-պոլիստիրեն, 3-րդ միջազգային համաժողով շրջակա միջավայրի վրա, քիմիայի եւ կենսաբանության IPCBEE vol.78, 2014 թ.
- Potts Ջ Ռ., Դրեյեր Դ Ռ., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Graphene հիմնված պոլիմերային նանոկոմպոզիտներում: Պոլիմերային Vol. 52, թիվ 1, 2011. 5-25.
Փաստեր Worth Իմանալով
Ուլտրաձայնային եւ Cavitation Ինչպես Գրաֆիտ է exfoliated է Graphene օքսիդի տակ sonication
Ուլտրաձայնային exfoliation գրաֆիտից օքսիդի (Գրո), որը հիմնված է բարձր ճղել ուժի induced կողմից ակուստիկ cavitation, Ակուստիկ cavitation է առաջանում պայմանավորված է փոփոխվող բարձր ճնշման / ցածր ճնշման փուլերից, որոնք գեներացվել է զուգավորում հզոր ուլտրաձայնային ալիքների մի հեղուկ. Ընթացքում ցածր ճնշման ցիկլեր occure շատ փոքր դատարկությունը լցնելու կամ վակուումային փուչիկները, որոնք աճում են միմյանց ցածր ճնշման փուլերից: Երբ վակուում փուչիկները հասնել չափը, որտեղ նրանք չեն կարող կլանել ավելի շատ էներգիա, նրանք փլուզվել բռնությամբ ընթացքում բարձր ճնշման ցիկլի. Պղպջակների պայթուն արդյունքները cavitational ճղել ուժերի եւ սթրեսային ալիքների, ծայրահեղ ջերմաստիճանի մինչեւ 6000K, ծայրահեղ հովացման տեմպերը վերեւում 1010K / վ, շատ բարձր ճնշումները մինչեւ 2000atm, ծայրահեղ ճնշման տարբերությունները, ինչպես նաեւ հեղուկ շիթերի հետ մինչեւ 1000km / ժ (~280m / վ):
Այդ ինտենսիվ ուժերը ազդում Գրաֆիտ stacks, որոնք delaminated մեջ միայնակ կամ մի քանի շերտ graphene օքսիդի եւ pristine graphene nanosheets:
Գրաֆենի օքսիդ
Graphene օքսիդ (GO), որը սինթեզվում է exfoliating Գրաֆիտ օքսիդ (Gro): Իսկ գրաֆիտ օքսիդ է 3D նյութ, որը բաղկացած է միլիոնավոր շերտերի graphene շերտերի հետ intercalated oxygens, Graphene օքսիդ է մոնո- կամ մի քանի շերտ Graphene որը թթվածին է երկու կողմերի համար:
Graphene օքսիդ եւ Graphene տարբերվում են միմյանցից հետեւյալ բնութագրերով. Graphene օքսիդ է բեւեռային, մինչդեռ Graphene է nonpolar. Graphene օքսիդ է hydrophilic, մինչդեռ Graphene է hydrophobic:
Սա նշանակում է, Graphene օքսիդը է ջրի լուծելի, amphiphilic, ոչ թունավոր, biodegradable եւ ձեւերը կայուն colloidal suspensions. Մակերեւույթը graphene օքսիդի պարունակում epoxy, հիդրոքսիլ, եւ carboxyl խմբեր, որոնք հասանելի են փոխազդել հետ կատիոնների եւ անիոնների. Շնորհիվ իրենց յուրահատուկ օրգանական, անօրգանական հիբրիդ կառուցվածքի եւ բացառիկ հատկությունների, GO-պոլիմերային composites առաջարկել բարձր ներուժ բազմազան արդյունաբերական դիմումները. (Tolasz et al., 2014):
Կրճատվել Graphene օքսիդ
Կրճատված գրաթենի օքսիդը (rGO) արտադրվում է գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային, քիմիական կամ ջերմային կրճատմամբ: Կրճատման փուլում գերակշռող օքսիդի թթվածնի ֆունկցիաները հեռացվում են այնպես, որ արդյունքում նվազեցված գրաթենի օքսիդը (RGO) շատ նմանատիպ առանձնահատկություններ ունի պրիզթին գրաֆենի համար: Այնուամենայնիվ, նվազեցված գրաֆենու օքսիդը (RGO) անթերի եւ անպտուղ չէ մաքուր գրաֆենի պես: