Conosci il principio e il processo di preparazione del grafene mediante apparecchiature ad ultrasuoni?

"2019 Travel of Dispersed Grinding Equipment Enterprises in the Pearl River Delta Region" stava sviluppando e utilizzando apparecchiature a ultrasuoni per preparare il grafene. Resta inteso che il metodo ad ultrasuoni per staccare il grafene è dovuto principalmente all'effetto di cavitazione degli ultrasuoni. Quando il liquido è sotto l'azione di ultrasuoni ad alta energia, le minuscole bolle nel liquido subiranno periodicamente il processo di crescita, contrazione e rottura. L'onda d'urto generata dalla rottura agirà immediatamente sulla superficie della grafite e la corrispondente grafite genererà un'onda di sollecitazione di compressione. Secondo il principio dell'onda di sollecitazione di compressione, quando l'onda di sollecitazione di compressione si propaga alla superficie della grafite, il corpo di grafite rifletterà e produrrà sollecitazione di trazione. Pertanto, quando innumerevoli minuscole bolle si rompono,

Il processo di preparazione ad ultrasuoni del grafene consiste nell'assemblare l'alimentatore del motore ad ultrasuoni, il corpo del reattore, il vibratore ad ultrasuoni, l'ingresso del materiale e la pompa del materiale secondo la Figura 1. L'ingresso dell'acqua circolante di raffreddamento è collegato alla fonte d'acqua esterna, l'uscita dell'acqua circolante di raffreddamento è collegato al tubo di uscita dell'acqua esterno e la valvola di regolazione del flusso del materiale, la valvola di controllo dell'alimentazione, la valvola di controllo dello scarico e la valvola di controllo della porta di campionamento sono chiuse. Usando la grafite (come mostrato nella Figura 2: a) come materia prima, la grafite espansa con basso grado di ossidazione (come mostrato nella Figura b) viene ottenuta dopo la pre-intercalazione e aggiunta ad alcuni solventi organici o acqua per formare la soluzione di pretrattamento del grafene ( come mostrato in figura c); Con l'aiuto di ultrasuoni, riscaldamento o flusso d'aria, si ottiene una dispersione di grafene con buona dispersione (come mostrato in Fig. d); Quindi, la dispersione viene separata mediante centrifuga o filtrata mediante filtropressa per ottenere scaglie di grafene.


Quando il grafene viene abbinato alla superficie del solvente organico, la loro interazione può bilanciare l'energia necessaria per staccare i fogli di grafene e quindi, attraverso il trattamento ad ultrasuoni, gli ultrasuoni forniscono la forza di pelatura per svolgere un effetto di stripping. L'aumento del tempo ultrasonico può migliorare molto bene la resa del grafene. Anche la regolazione della potenza ultrasonica dell'alimentatore ultrasonico ha un impatto significativo sull'effetto peeling del grafene. L'effetto peeling del grafene dipende dal grado di corrispondenza della potenza ultrasonica e della forza di van der Waals tra gli strati di grafene. Quando la potenza ultrasonica viene adeguatamente aumentata, la sollecitazione di trazione generata sulla superficie del grafene è maggiore della forza di van der Waals tra gli strati di grafene e anche l'effetto peeling aumenterà in modo significativo.


Lo studio sperimentale ha rilevato che la soluzione di pretrattamento del grafene formata dall'intercalazione calda della grafite può facilmente staccare il grafene sotto l'azione di apparecchiature ad ultrasuoni e la lamella di grafene è sostanzialmente inferiore a 10 strati. Poiché il principio di preparazione ultrasonica del grafene si basa sulla "cavitazione ultrasonica", non causerà difetti strutturali del grafene e ne garantirà l'integrità della morfologia e delle prestazioni, che è di grande importanza per la produzione su larga scala di grafene.