Você conhece o princípio e o processo de preparação do grafeno por equipamentos ultrassônicos?

"2019 Travel of Dispersed Grinding Equipment Enterprises in the Pearl River Delta Region" estava desenvolvendo e usando equipamentos ultrassônicos para preparar grafeno. Entende-se que o método ultrassônico para descascar o grafeno se deve principalmente ao efeito de cavitação do ultrassom. Quando o líquido está sob a ação do ultrassom de alta energia, as minúsculas bolhas no líquido passam periodicamente pelo processo de crescimento, contração e ruptura. A onda de choque gerada pela ruptura atuará imediatamente na superfície do grafite, e o grafite correspondente gerará uma onda de tensão compressiva. De acordo com o princípio da onda de tensão compressiva, quando a onda de tensão compressiva se propaga para a superfície do grafite, o corpo de grafite irá refletir e produzir tensão de tração. Portanto, quando incontáveis ​​pequenas bolhas se rompem,

O processo de preparação ultrassônica do grafeno é montar a fonte de alimentação ultrassônica, o corpo do reator, o vibrador ultrassônico, a entrada de material e a bomba de material de acordo com a Figura 1. A entrada de água circulante de resfriamento é conectada à fonte externa de água, a saída de água circulante de resfriamento está conectado com o tubo de saída de água externo, e a válvula reguladora de fluxo de material, válvula de controle de alimentação, válvula de controle de descarga e válvula de controle de porta de amostragem estão fechadas. Usando grafite (como mostrado na Figura 2: a) como matéria-prima, o grafite expandido com baixo grau de oxidação (como mostrado na Figura b) é obtido após pré-intercalação e adicionado a algum solvente orgânico ou água para formar solução de pré-tratamento de grafeno ( como mostrado na Figura c); Com a ajuda de ultrassom, aquecimento ou fluxo de ar, obtém-se uma dispersão de grafeno com boa dispersão (como mostrado na Fig. d); Em seguida, a dispersão é separada por centrifugação ou filtrada por filtro prensa para obtenção de chips de grafeno.


Quando o grafeno é combinado com a superfície do solvente orgânico, sua interação pode equilibrar a energia necessária para descascar as folhas de grafeno e, em seguida, por meio do tratamento ultrassônico, o ultrassom fornece a força de descascamento para desempenhar um efeito de descascamento. Aumentar o tempo ultrassônico pode melhorar muito bem o rendimento do grafeno. Ajustar a potência ultrassônica da fonte de alimentação ultrassônica também tem um impacto significativo no efeito de descamação do grafeno. O efeito de descascamento do grafeno depende do grau de correspondência da potência ultrassônica e da força de van der Waals entre as camadas de grafeno. Quando a potência ultrassônica é aumentada adequadamente, a tensão de tração gerada na superfície do grafeno é maior que a força de van der Waals entre as camadas de grafeno, e o efeito de descamação também aumenta significativamente.


O estudo experimental descobriu que a solução de pré-tratamento de grafeno formada pela intercalação a quente de grafite pode descascar facilmente o grafeno sob a ação de equipamentos ultrassônicos, e a lamela de grafeno está basicamente abaixo de 10 camadas. Como o princípio de preparação ultrassônica do grafeno é baseado em "cavitação ultrassônica", ele não causará defeitos estruturais no grafeno e garantirá sua integridade de morfologia e desempenho, o que é de grande importância para a produção em larga escala de grafeno.