由于石墨的特殊特性已為人所知,因此開發(fā)了幾種石墨制備方法至關重要。通過復雜的化學工藝由氧化石墨烯制備石墨烯,期間加入非常強的氧化和還原劑,在這些苛刻的化學條件下制備的石墨烯經(jīng)常含有大量缺陷著力提升。
超聲波是一種經(jīng)過驗證的替代方法,可以生產(chǎn)大量高質(zhì)量的石墨烯。將石墨加入稀有機酸,醇和水的混合物中,然后將混合物暴露于超聲波輻射下建設項目。該酸起“分子楔”的作用,將石墨烯片與母體石墨分離動手能力。 通過這種簡單的過程,產(chǎn)生了大量未分散的,高質(zhì)量的分散在水中的石墨烯。
石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料增強。 石墨烯的碳原子厚的碳薄片通過非鍵合相互作用形成石墨,并且具有極大的表面積倍增效應。
“它是宇宙中最薄的物質(zhì),也是有史以來堅固的物質(zhì)結果。其表現(xiàn)出巨大的本征載流子遷移率,具有最小的有效質(zhì)量(為零),可以在室溫下進行微米長距離的傳播而不散射。石墨烯可以維持比銅高6個數(shù)量級的電流密度,顯示出創(chuàng)紀錄的熱導率和硬度,不透氣,并能調(diào)和脆性和延性等相互沖突的特性重要意義。石墨烯中的電子傳輸用狄拉克式方程描述,該方程允許在臺式實驗中研究相對論量子現(xiàn)象規則製定。
超聲波石墨烯分散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)某曊穹右蕴幚硪I。在空化效?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,最終導致分子破碎,形成單分子結(jié)構(gòu)表現明顯更佳。該產(chǎn)品尤其對于分散納米材料(如碳納米管、石墨烯優化服務策略、二氧化硅等)技術先進。
石墨烯分散目的
自然界中存在大量的石墨材料,厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。單層石墨被稱為石墨烯,在自由狀態(tài)下不存在該物質(zhì),都以多層石墨烯層疊的石墨片的形式存在技術節能。由于石墨片的層間作用力較弱,可以通過外力進行層層剝離,從而獲得只有一個碳原子厚度的單層石墨烯提高。
超聲波石墨烯分散的常用方法：
常用的分散方法
1.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，不斷重復這個過程延伸。
使用一種材料與膨化或引入缺陷的熱解石墨進行摩擦有很大提升空間，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開展面對面。
缺點：石墨烯產(chǎn)量低供給，面積小，難以精確控制尺寸便利性，效率低拓展應用，不能大規(guī)模制備。
2.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實事求是，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）自動化方案，在基底表面生長出一種碳單質(zhì)的過程。
缺點：石墨烯的六角蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)結構，無法*石墨化提升，品質(zhì)不如微機剝離法的好，高昂的成本及苛刻的設(shè)備要求都限制了其規(guī)那闆r；苽涫€需要加入催化劑降低了石墨烯純度高品質。
3.晶體外延取向生長法
一種是通過加熱單晶 6H-SiC 脫除 Si等多個領域，從而在 SiC 晶體表面外延生長石墨烯。石墨烯和 Si 層接觸統籌，這種石墨烯的導電性受到基底影響哪些領域；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產品和服務，金屬內(nèi)碳元素在金屬單晶表面析出石墨烯像一棵樹。
缺點：石墨烯薄膜厚度不均勻協同控製，難以控制，生成的石墨烯緊緊地黏貼在基底上難以剝離高效利用，會影響石墨烯的特性體驗區。同時需在超真空及高溫條件下生長，條件極為苛刻品質，設(shè)備要求高提供了遵循，無法實現(xiàn)大規(guī)模、可控制備石墨烯能運用。
4.氧化石墨還原法
氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強酸氧化而得利用好。主要有三種制備氧化石墨的方法：Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法講理論，其中Hummers法石墨烯分散需加入超聲波輔助有望。
特點：Hummers法石墨烯分散：方法簡單，耗時較短提供深度撮合服務，處理量大深刻內涵，安全無污染，是目前蕞常用的一種規模。
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