超声波石墨烯分散系统原理及目的

时间：2020-01-05

石墨烯是由单层碳原子构成的世界上较薄、较硬的二维材料，其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在各大领域都有重要的作用。自然状态下不存在单层石墨烯材料一般以三维的石墨存在，要在石墨中提取单层石墨烯变得非常重要。

超声波石墨烯分散也称超声波石墨烯剥离，使用氧化石墨还原法，配合超声波振动能有效地提高氧化石墨层间距，层间距较大的氧化石墨不仅有利于其他分子、原子等插入层间形成氧化石墨插层复合材料，而且易于被剥离成单层氧化石墨，为进一步制备单层石墨烯打下基础。

超声石墨烯分散原理

超声波石墨烯分散设备是利用超声波的空化作用来分散团聚的颗粒。它是将所需处理的颗粒悬浮液（液态）放入**强声场中，用适当的超声振幅加以处理。在空化效应，高温，高压，微射流，强振动等附加效应下，分子间的距离会不断增加，较终导致分子破碎，形成单分子结构。该产品尤其对于分散纳米材料（如碳纳米管、石墨烯、二氧化硅等）有良好效果。

石墨烯分散目的

自然界中存在大量的石墨材料，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。单层石墨被称为石墨烯，在自由状态下不存在该物质，都以多层石墨烯层叠的石墨片的形式存在。由于石墨片的层间作用力较弱，可以通过外力进行层层剥离，从而获得只有一个碳原子厚度的单层石墨烯。

超声辅助法

超声波石墨烯分散系统采用超声波辅助Hummers法制备氧化石墨烯，是以液体为媒介，在液体中加入高频率超声波振动。由于超声是机械波，不被分子吸收，在传播过程中引起分子的振动运动。空化效应下，即高温、高压、微射流、强烈振动等附加效应下分子间的距离因振动增加其平均距离，较终导致分子破碎。能更有效地提高氧化石墨层间距，且随着超声波功率的提高，所得到的氧化石墨的层间距呈扩大趋势。

超声波瞬间释放的压力破坏了石墨烯层与层之间的范德华力，使得石墨烯更加不容易团聚在一起。层间距较大的氧化石墨不仅有利于其他分子、原子等插入层间形成氧化石墨插层复合材料，而且易于被剥离成单层氧化石墨，为进一步制备单层石墨烯打下基础。

超声波分散设备可用于石墨烯，油墨涂料等分散，均质化处理；石油乳化；中药萃取加工；细胞，压载水破碎，消毒处理；化工原料加速反应等方面。

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词条
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