оксид графена – Ультразвуковое отшелушивание и диспергирование

Оксид графена является водорастворимым, амфифильным, нетоксичным, биоразлагаемым и может быть легко диспергирован в стабильные коллоиды. Ультразвуковое отшелушивание и диспергирование является очень эффективным, быстрым и экономичным методом синтеза, диспергирования и функционализации оксида графена в промышленных масштабах. При последующей переработке ультразвуковые диспергаторы производят высокоэффективные графеновые оксидно-полимерные композиты.

Ультразвуковое отшелушивание оксида графена

Для контроля размера нанолистов оксида графена (GO) ключевым фактором является метод отшелушивания. Благодаря точно контролируемым параметрам процесса, ультразвуковое отшелушивание является наиболее широко используемым методом расслоения для производства высококачественного графена и оксида графена.
Для ультразвукового отшелушивания оксида графена из оксида графита существуют различные протоколы. Ниже приведено одно примерное описание:
Порошок оксида графита смешивают в водной среде KOH со значением pH 10. Для отшелушивания и последующего диспергирования используется ультразвуковой аппарат зондового типа UP200St (200W). После этого ионы K+ прикрепляются к базальной плоскости графена, вызывая процесс старения. Старение достигается при ротационном испарении (2 ч). Чтобы удалить избыток ионов К+, порошок промывают и центрифугируют несколько раз.
Полученную смесь центрифугируют и лиофилизируют, так что дисперсный порошок оксида графена выпадает в осадок.
Приготовление проводящей пасты на основе оксида графена: порошок оксида графена может быть диспергирован в диметилформамиде (ДМФА) под действием ультразвука для получения проводящей пасты. (Хан и др., 2014)

оксид графена – Отшелушивание (Рис.: Potts et al. 2011)

Ультразвуковое диспергирование оксида графена

Ультразвуковая функционализация оксида графена

Ультразвуковая обработка успешно используется для включения оксида графена (GO) в полимеры и композиты.
Примеры:

• Композит микросфер оксид графена-TiO2
• композит полистирол-магнетит-графен оксид (структура сердцевина-оболочки)
• Композиты с восстановленным содержанием оксида графена
• полианилиновый композит с покрытием из полистирола и оксида графена (PANI-PS/GO) с покрытием из полианилинового нановолокна
• Полистирол-интеркалированный оксид графена
• -фенилендиамин-4винилбензол-полистирол-модифицированный оксид графена

Ультразвуковые аппараты для обработки графена и оксида графена

Hielscher Ultrasonics предлагает мощные ультразвуковые системы для отшелушивания, диспергирования и последующей обработки графена и оксида графена. Надежные ультразвуковые процессоры и сложные реакторы обеспечивают необходимую мощность, условия процесса, а также точное управление, так что результаты ультразвукового процесса могут быть точно настроены на желаемые цели процесса.
Одним из важнейших параметров процесса является амплитуда ультразвука, которая представляет собой колебательное расширение и сжатие на ультразвуковом датчике. Хильшер Промышленные ультразвуковые системы Они созданы для работы с очень высокими амплитудами. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд Hielscher предлагает индивидуальные ультразвуковые преобразователи. Все наши ультразвуковые процессоры могут быть точно отрегулированы в соответствии с требуемыми технологическими условиями и легко контролироваться с помощью встроенного программного обеспечения. Это обеспечивает высочайшую надежность, стабильное качество и воспроизводимость результатов. Надежность ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях. Это делает ультразвук предпочтительной технологией производства для крупномасштабного получения графена, оксида графена и графитовых материалов.
Предлагая широкий ассортимент ультразвуковых аппаратов и принадлежностей (таких как сонотроды и реакторы с различными размерами и геометрией), можно выбрать наиболее подходящие условия и факторы реакции (например, реагенты, подвод ультразвуковой энергии на объем, давление, температуру, скорость потока и т. д.) для получения наивысшего качества. Поскольку наши ультразвуковые реакторы могут работать под давлением до нескольких сотен бар изб., ультразвуковые системы Hielschers не представляют проблем для ультразвуковых систем Hielschers с высокой вязкостью до 250 000 сантипуаз.
Благодаря этим факторам ультразвуковое расслоение / отшелушивание и диспергирование превосходят традиционные методы смешивания и измельчения.