Paratoi, plicio a gwasgaru uwchsain a graphene (tabledi)

Paratoi, plicio a gwasgaru uwchsain a graphene (tabledi)

Paratoi graphene trwy uwchsain

Gan fod priodweddau arbennig graffit yn hysbys, datblygwyd sawl dull paratoi graffit. Yn ogystal â chynhyrchu cemegol graphene o graphene ocsid mewn proses aml-gam, mae angen asiantau ocsideiddio a lleihau cryf iawn. Yn ogystal, o'i gymharu â graphene a gafwyd o ddulliau eraill, mae graphene a baratoir o dan yr amodau cemegol llym hyn yn aml yn cynnwys nifer fawr o ddiffygion hyd yn oed ar ôl ei leihau. Fodd bynnag, mae uwchsain yn ddewis arall profedig i gynhyrchu llawer iawn o graphene o ansawdd uchel. Mae ymchwilwyr wedi datblygu dull ychydig yn wahanol gan ddefnyddio uwchsain, ond yn gyffredinol, dim ond un cam y mae cynhyrchu graphene yn ei gymryd.

I roi enghraifft o broses gynhyrchu graphene benodol: ychwanegwch graffit at gymysgedd o asidau organig gwanedig, alcoholau a dŵr, ac yna amlygwch y gymysgedd i ymbelydredd ultrasonic. Mae'r asid hwn yn gweithredu fel "lletem foleciwlaidd", gan wahanu'r ddalen graphene o'r graffit rhiant. Trwy'r broses syml hon, cynhyrchir llawer iawn o graphene heb ei wasgaru o ansawdd uchel wedi'i wasgaru mewn dŵr.

Mae Graphene yn exfoliates yn uniongyrchol

Gall uwchsain gynhyrchu graphene mewn toddyddion organig, syrffactyddion / hydoddiannau dyfrllyd neu hylifau ïonig. Mae hyn yn golygu y gellir osgoi defnyddio asiantau ocsideiddio neu leihau cryf. Stankovich et al. (2007) cynhyrchu graphene trwy alltudio o dan uwchsain. Triniaeth ultrasonic o doddi o graphene ocsid ar grynodiad o 1mg / ml. Mae delweddau AFM yn dangos bod dalennau tenau (1nm) bob amser gyda thrwch unffurf. Nid oes graphene â thrwch sy'n fwy nag 1nm neu lai nag 1nm yn y samplau plicio graphene ocsid da hyn. Daethpwyd i'r casgliad, o dan yr amodau hyn, y cyflawnwyd alltudiad llwyr o graphene ocsid i gael un ddalen ocsid graphene.

Paratoi dalennau graphene

Yn y broses gynhyrchu o baratoi deunyddiau nanocomposite TiO2 graphene di-stoichiometrig trwy ataliadau hydrolyzing thermol gyda nano-daflenni graphene a chyfansoddion perocsid titaniwm deuocsid, paratowyd nifer fawr o ddalennau graphene pur. Gwneir nano-daflenni graphene pur o graffit naturiol, gan ddefnyddio maes cavitation dwysedd uchel a gynhyrchir mewn adweithydd ultrasonic pwysedd uchel 5bar gan ddefnyddio prosesydd ultrasonic. Mae gan y ddalen graphene a gafwyd arwynebedd penodol uchel a nodweddion electronig unigryw, a gellir ei defnyddio fel cefnogaeth dda i TiO2 i wella gweithgaredd ffotocatalytig. Mae ansawdd y graphene a baratoir gan uwchsain yn llawer uwch na'r graphene a geir trwy ddull Hummer, lle mae graffit yn cael ei dynnu a'i ocsidio. Gan y gellir rheoli'r amodau corfforol yn yr adweithydd ultrasonic a gellir amrywio graphene fel crynodiad dopant yn yr ystod o 1-0.001%, gellir cynhyrchu graphene mewn system barhaus o raddfa fasnachol.

Triniaeth ultrasonic o ocsid graphene

Proses ar gyfer paratoi haen graphene ocsid (GO) gan ddefnyddio ymbelydredd ultrasonic. Ataliwyd pump ar hugain miligram o bowdr graphene ocsid mewn 200 mililitr o ddŵr wedi'i ddad-ddyneiddio. Cafwyd ataliad brown anwastad trwy ei droi. Soniwyd am yr ataliad o ganlyniad (30 munud, 1.3 × 105J), ac ar ôl sychu (373K), paratowyd ocsid graphene sonigedig. Dangosodd sbectra FTIR nad oedd triniaeth uwchsonig yn newid grwpiau swyddogaethol ocsid graphene.

Swyddogaetholi dalennau graphene

Mae Xu a Suslick (2011) yn disgrifio dull un cam ar gyfer paratoi graffit polystyren-swyddogaethol. Yn eu hymchwil, fe wnaethant ddefnyddio naddion graffit a styren fel deunyddiau sylfaenol. Trwy driniaeth uwchsonig naddion graffit mewn styren (monomer adweithiol), mae'r ymbelydredd ultrasonic yn achosi i'r naddion graffit gael eu plicio'n fecanyddol ac yn gemegol i haenau sengl ac ychydig o naddion graphene. Ar yr un pryd, cyflawnwyd swyddogaeth naddion graphene a chadwyni polystyren hefyd. Gellir cyflawni'r un broses swyddogaetholi â monomerau finyl cyfansawdd eraill sy'n seiliedig ar graphene.

Paratoi rholiau nano carbon

Mae nanocoil carbon yn debyg i nanotiwbiau carbon aml-wal. Y gwahaniaeth o nanotiwbiau carbon aml-wal yw hygyrchedd agored a llawn yr arwyneb mewnol i foleciwlau eraill. Gwneir synthesis cemegol gwlyb trwy ymgorffori graffit a photasiwm, exfoliating mewn dŵr, a sonicating yr ataliad colloidal. Mae rholio â chymorth uwchsain y ffilm un haen graphene yn nanotiwbiau carbon (Ffigur 3), mae'r effeithlonrwydd trosi mor uchel ag 80%, sy'n golygu bod cynhyrchu nanotiwbiau yn fan poeth ar gyfer cymwysiadau masnachol.