Gwasgariad Graphene Ultrasonic

 

Cyflwyno:

Mae gwasgariad graphene ultrasonic, a elwir hefyd yn exfoliation graphene ultrasonic, yn defnyddio'r dull o leihau graphene ocsid, ynghyd â dirgryniad ultrasonic, i gynyddu'n effeithiol y gofod rhyng-haenog o ocsid graphene. Mae graphene ocsid gyda bylchau rhyng-haenog mwy nid yn unig yn hwyluso mewnosod moleciwlau eraill, atomau, ac ati yn y rhyng-haen i ffurfio deunyddiau cyfansawdd intercalated graphene ocsid, ond mae hefyd yn hawdd ei exfoliated i graphene ocsid un-haen, gosod sylfaen ar gyfer paratoi pellach o graphene un-haen.

 

 

Egwyddor:

Mae offer gwasgaru graphene ultrasonic yn defnyddio effaith cavitation uwchsain i wasgaru gronynnau crynhoad. Mae'n golygu gosod yr ataliad gronynnau gofynnol (hylif) i faes sain hynod gryf a'i brosesu ag osgled ultrasonic priodol. O dan effeithiau ychwanegol megis cavitation, tymheredd uchel, pwysedd uchel, micro jet, a dirgryniad cryf, bydd y pellter rhwng moleciwlau yn parhau i gynyddu, gan arwain yn y pen draw at ddarniad moleciwlaidd a ffurfio strwythurau moleciwl sengl. Mae'r cynnyrch hwn yn arbennig o effeithiol ar gyfer gwasgaru nanomaterials fel nanotiwbiau carbon, graphene, silica, ac ati.

 

 

Amcan:

Mae yna nifer fawr o ddeunyddiau graffit mewn natur, ac mae graffit â thrwch o 1 milimedr yn cynnwys tua 3 miliwn o haenau o graphene. Gelwir graffit haen sengl yn graphene, nad yw'n bodoli yn ei gyflwr rhydd ac sy'n bodoli ar ffurf dalennau graphene haenog. Oherwydd y grymoedd interlayer gwan o daflenni graffit, gellir eu plicio oddi ar haen fesul haen drwy rymoedd allanol, gan arwain at graphene un-haen gyda dim ond un trwch atom carbon.

 

 

Dulliau gwasgariad cyffredin a'u hanfanteision:

 

1. Micro dull plicio mecanyddol

Piliwch y taflenni graphene yn uniongyrchol o grisialau mwy gan ddefnyddio tâp ac ailadroddwch y broses hon yn barhaus.

Mae ffrithiant rhwng deunydd a graffit pyrolytig estynedig neu ddiffygiol yn arwain at ffurfio crisialau fflocwlaidd ar wyneb swmp graffit, sy'n cynnwys haen sengl o graphene.

Anfanteision: Mae gan Graphene gynnyrch isel, arwynebedd bach, anhawster i reoli maint yn gywir, effeithlonrwydd isel, ac ni ellir ei baratoi ar raddfa fawr.

2. Dull dyddodiad anwedd cemegol

Y broses o gyflwyno un neu fwy o sylweddau nwyol sy'n cynnwys carbon (nwy organig carbon isel fel arfer) i mewn i adweithydd gwactod, dadelfennu a charboneiddio'r carbon sy'n cynnwys nwy (nwy organig carbon isel fel arfer) trwy dymheredd uchel, a thyfu elfen carbon ar y wyneb swbstrad.

Anfanteision: Ni ellir graffiteiddio strwythur crisial diliau hecsagonol graphene yn llawn, ac nid yw ei ansawdd cystal ag ansawdd y dull diblisgo microgyfrifiadur. Mae'r gofynion offer cost uchel a llym yn cyfyngu ar ei baratoi ar raddfa fawr o graphene, ac mae ychwanegu catalyddion hefyd yn lleihau purdeb graphene.

3. Crystal epitaxial oriented dull twf

Un dull yw tynnu Si trwy wresogi grisial sengl 6H SiC, a thrwy hynny dwf epitaxial graphene ar wyneb crisialau SiC. Mae haen Graphene a Si yn dod i gysylltiad, ac mae'r swbstrad yn effeithio ar ddargludedd y graphene hwn; Dull arall yw defnyddio symiau hybrin o garbon mewn crisialau sengl metel, a thrwy anelio tymheredd uchel o dan wactod tra-uchel, mae'r elfen garbon y tu mewn i'r metel yn gwaddodi graphene ar wyneb y grisial sengl metel.

Anfanteision: Mae trwch ffilm graphene yn anwastad, yn anodd ei reoli, ac mae'r graphene a gynhyrchir yn cael ei gadw'n dynn wrth y swbstrad, gan ei gwneud hi'n anodd ei blicio, a all effeithio ar nodweddion graphene. Ar yr un pryd, mae angen iddo dyfu o dan amodau llym iawn o wactod ultra a thymheredd uchel, gyda gofynion offer uchel, gan ei gwneud hi'n amhosibl cyflawni gwaith paratoi graphene ar raddfa fawr y gellir ei reoli.

4. Dull lleihau graffit ocsidiedig

Yn gyffredinol, ceir graphene ocsidiedig trwy ocsidiad asid cryf o graffit. Mae yna dri phrif ddull ar gyfer paratoi graffit ocsidiedig: dull Brodie, dull Staudenmaier, a dull Hummers. Yn eu plith, mae dull Hummers yn gofyn am ychwanegu cymorth ultrasonic ar gyfer gwasgariad graphene.

Nodweddion: Dull Hummers ar gyfer gwasgariad graphene: Mae'r dull yn syml, yn cymryd llawer o amser, mae ganddo allu prosesu mawr, mae'n ddiogel ac yn rhydd o lygredd, a dyma'r dull a ddefnyddir amlaf ar hyn o bryd.

 

 

Manteision gwasgariad graphene ultrasonic:

 

Mae'r system wasgaru graphene ultrasonic yn defnyddio dull Hummers â chymorth ultrasonic i baratoi graphene ocsid, sy'n defnyddio hylif fel y cyfrwng ac yn ychwanegu dirgryniad ultrasonic amledd uchel i'r hylif. Oherwydd bod uwchsain yn don fecanyddol nad yw'n cael ei amsugno gan foleciwlau, mae'n achosi dirgryniad moleciwlaidd yn ystod lluosogi. O dan yr effaith cavitation, sy'n cynnwys effeithiau ychwanegol megis tymheredd uchel, pwysedd uchel, micro jet, a dirgryniad cryf, mae'r pellter rhwng moleciwlau yn cynyddu oherwydd dirgryniad, gan arwain yn y pen draw at ddarniad moleciwlaidd. Gall gynyddu'r bylchau rhyng-haenog rhwng graffit ocsidiedig yn effeithiol, a chyda'r cynnydd mewn pŵer ultrasonic, mae'r bylchau rhyng-haenog a gafwyd rhwng graffit ocsidiedig yn dangos tuedd gynyddol.

Mae'r pwysau ar unwaith a ryddheir gan uwchsain yn torri grymoedd van der Waals rhwng haenau graphene, gan ei gwneud yn llai tebygol i graphene agregu. Mae bylchiad interlayer mawr o graphene ocsid nid yn unig yn hwyluso mewnosod moleciwlau eraill, atomau, ac ati i mewn i'r interlayer i ffurfio graphene ocsid intercalated deunyddiau cyfansawdd, ond hefyd yn ei gwneud yn hawdd i gael eu plicio i ffwrdd i un haen graphene ocsid, gosod sylfaen ar gyfer paratoi graphene un haen ymhellach.