Wie man Graphen mit einem Ultraschallhomogenisator dispergiert?

Wie wird das Graphen durch eine Ultraschall-Homogenisiermaschine dispergiert?

Da die besonderen Eigenschaften von Graphit bekannt sind, wurden verschiedene Methoden zur Herstellung entwickelt.Zusätzlich zur chemischen Herstellung von Graphen aus Graphenoxid in einem mehrstufigen Verfahren, sind sehr starke oxidierende und reduzierende Wirkstoffe erforderlich.Graphen, das unter diesen rauen chemischen Bedingungen hergestellt wird, enthält oftmals auch nach der Reduktion eine große Anzahl von Defekten im Vergleich zu Graphen, das mit anderen Methoden gewonnen wird.Allerdings ist Ultraschall eine bewährte alternative Methode, die große Mengen hochwertiges Graphen produzieren kann.Die Graphenproduktion kann in nur einem Schritt abgeschlossen werden.

01 Direkte Peeling von Graphen
Ultraschall kann Graphen in organischen Lösungsmitteln, Tensiden/wasserhaltigen Lösungen oder ionischen Flüssigkeiten herstellen.(2007) durch Ultraschallexfoliation produziert- Ultraschallbehandlung einer Graphen-Oxid-Lösung mit einer Konzentration von 1 mg/ml, AFM-Bilder zeigen, daß immer Flocken mit gleichmäßiger Dicke (1 nm) vorhanden sind,und es gibt keine Graphenflocken mit einer Dicke von mehr als 1 nm oder weniger als 1 nm in diesen guten Graphen-Oxid-Peeling-ProbenUnter diesen Bedingungen ist eine vollständige Peeling des Graphen-Oxids zu einzelnen Graphen-Oxid-Flocken erreicht.

02 Ultraschallbehandlung mit Graphen...

Um ein Beispiel für ein spezifisches Verfahren zur Herstellung von Graphen zu nennen: Graphit wird einem Gemisch aus verdünnter organischer Säure, Alkohol und Wasser zugesetzt und das Gemisch dann Ultraschallstrahlung ausgesetzt.Die Säure dient als "molekularer Keil", um die Graphenplatten vom Muttergraphit zu trennenDurch diesen einfachen Vorgang entsteht eine große Menge nicht dispergiertes, qualitativ hochwertiges Graphen, das in Wasser dispergiert ist.

03 Herstellung von Graphenfolien
A large amount of pure graphene sheets were successfully prepared in the production process of non-stoichiometric TiO2 graphene nanocomposites by thermally hydrolyzing a suspension of graphene nanosheets and titanium dioxide peroxide complexesDie reinen Graphen-Nanoblätter wurden aus natürlichem Graphit hergestellt, wobei ein hochintensives Kavitationsfeld verwendet wurde, das von einem Ultraschallprozessor in einem Hochdruck-Ultraschallreaktor bei 5 bar erzeugt wurde.Die daraus resultierenden Graphenbleche haben eine hohe spezifische Oberfläche und einzigartige elektronische Eigenschaften und können als guter Träger für TiO2 zur Verbesserung der photokatalytischen Aktivität verwendet werdenDie Qualität des Ultraschallvorbereiteten Graphen ist deutlich höher als die des Hummer-Verfahrens, bei dem Graphit exfoliert und oxidiert wird.Da die physikalischen Bedingungen innerhalb des Ultraschallreaktors präzise gesteuert werden können und davon ausgegangen wird, daß die Konzentration von Graphen als Dopant im Bereich von 1 bis 0 variiert.001%, ist es möglich, Graphen in einem kontinuierlichen System im kommerziellen Maßstab herzustellen.

04 Ultraschallbehandlung von Graphenoxid
Verfahren zur Herstellung von Graphen-Oxid-Schichten mit Ultraschallbestrahlung. 25 Milligramm Graphen-Oxid-Pulver wurden in 200 Milliliter deionisiertes Wasser suspendiert.Eine heterogene braune Suspension wurde durch RührenDie resultierende Suspension wurde ultraschallbehandelt (30 Minuten, 1,3×105J) und nach dem Trocknen (373K) ultraschallbehandeltes Graphenoxid hergestellt.FTIR-Spektroskopie zeigte, dass die Ultraschallbehandlung die funktionellen Gruppen von Graphenoxid nicht veränderte.

05 Funktionierung von Graphenfolien
Xu und Suslick (2011) beschrieben eine einstufige Methode zur Herstellung von Polystyrol-funktioniertem Graphit.Durch Ultraschallbehandlung von Graphitflocken in Styrol (reaktives Monomer), führte die Ultraschallbestrahlung zu einer mechanischchemischen Peeling von Graphitflöcken in ein- und mehrschichtige Graphenflöcke.die Funktionalität von Graphenblechen mit Polystyrolketten erreicht wurdeDer gleiche Funktionierungsvorgang kann auch mit anderen auf Graphen basierenden Verbundwerkstoffen, Vinylmonomeren, durchgeführt werden.

06 Herstellung von Kohlenstoffnanoscrolls
Kohlenstoffnanoscrolls ähneln mehrwändigen Kohlenstoffnanoröhren, der Unterschied zu mehrwändigen Kohlenstoffnanoröhren liegt in den offenen Spitzen und der vollen Zugänglichkeit der inneren Oberfläche für andere Moleküle.Sie werden durch Wassersynthese durch Interkalation von Graphit mit Kalium synthetisiert., Peeling in Wasser und Ultraschallbehandlung der kolloidalen Suspension.Das mit Ultraschall unterstützte Aufwickeln von Graphen-Monolagen zu Kohlenstoffnanoröhren mit einer Umwandlungseffizienz von bis zu 80% macht die Herstellung von Nanoröhren zu einem heißen Thema für kommerzielle Anwendungen.

07 Graphen Dispersionen
Der Dispersionsgrad von Graphen und Graphenoxid ist äußerst wichtig, um das volle Potenzial von Graphen und seine spezifischen Eigenschaften zu nutzen.Wenn Graphen unter kontrollierten Bedingungen nicht dispergiert wird, kann die Polydispersität der Graphendispersion bei Einführung in ein Gerät zu unvorhersehbaren oder nicht idealen Wirkungen führen, da die Eigenschaften von Graphen mit seinen Strukturparametern variieren.Sonikation ist eine bewährte Behandlungsmethode, die zwischenschichtige Kräfte schwächen und eine präzise Kontrolle wichtiger Verarbeitungsparameter ermöglicht"Für Graphenoxid (GO), das typischerweise als einlagige Bleche exfoliert wird, ist eine der wichtigsten Herausforderungen bei der Polydispersion die Variation der Seitenfläche der Flocken.Durch Variation der Graphen-Rohstoffe und der SonikationsbedingungenIn vielen anderen Studien wurde gezeigt, dass Ultraschalldispersion von Graphen feine und sogar kolloidale Schlammprodukte erzeugt".