石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的世界上Zui薄、硬的二維材料,其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性,在各大領(lǐng)域都有重要的作用。自然狀態(tài)下不存在單層石墨烯材料一般以三維的石墨存在,要在石墨中提取單層石墨烯變得非常重要。
超聲波石墨烯分散破碎系統(tǒng)也稱超聲波石墨烯剝離,使用氧化石墨還原法,配合超聲波振動能有效地提高氧化石墨層間距,層間距較大的氧化石墨不僅有利于其他分子、原子等插入層間形成氧化石墨插層復合材料,而且易于被剝離成單層氧化石墨,為進一步制備單層石墨烯打下基礎(chǔ)。
是利用超聲波的空化作用來分散團聚的顆粒。它是將所需處理的顆粒懸浮液(液態(tài))放入*聲場中,用適當?shù)某曊穹右蕴幚?。在空化效應,高溫,高壓,微射流,強振動等附加效應下,分子間的距離會不斷增加,終導致分子破碎,形成單分子結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品尤其對于分散納米材料(如碳納米管、石墨烯、二氧化硅等)有良好效果。
常用的分散方法:
1、氧化石墨還原法:氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法,其中Hummers法石墨烯分散需加入超聲波輔助。
2、微機械剝離法:用膠帶直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來,不斷重復這個過程。使用一種材料與膨化或引入缺陷的熱解石墨進行摩擦,體相石墨的表面會產(chǎn)生絮片狀的晶體,絮片狀晶體中含有單層石墨烯。
3、化學氣相沉積法:將一種或多種含碳的氣態(tài)物質(zhì)(通常為低碳的有機物氣體)通入到真空反應器中,通過高溫使含碳的氣體分解碳化(通常為低碳的有機物氣體),在基底表面生長出一種碳單質(zhì)的過程。
4、晶體外延取向生長法:一種是通過加熱單晶 6H-SiC 脫除 Si,從而在 SiC 晶體表面外延生長石墨烯。石墨烯和 Si 層接觸,這種石墨烯的導電性受到基底影響;另一種是利用金屬單晶中的微量碳成分,通過在超高真空下高溫退火,金屬內(nèi)碳元素在金屬單晶表面析出石墨烯。