一文讓你*搞懂超聲波石墨烯分散設(shè)備

　　超聲波石墨烯分散----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。由于石墨片的層間作用力較弱，可以通過外力進(jìn)行層層剝離，從而獲得只有一個碳原子厚度的單層石墨烯。

　　超聲波石墨烯分散----優(yōu)勢

　　1、與傳統(tǒng)的一些分散方法相比，超聲波分散是一種有效的分散方法，它的成本更低，并且易于操作和維護(hù)。

　　2、能更有效地提高氧化石墨層間距，且隨著超聲波功率的提高，所得到的氧化石墨的層間距呈擴(kuò)大趨勢。

　　3、超聲波瞬間釋放的壓力破壞了石墨烯層與層之間的范德華力，使得石墨烯更加不容易團(tuán)聚在一起。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(fù)合材料，而且易于被剝離成單層氧化石墨，為進(jìn)一步制備單層石墨烯打下基礎(chǔ)。

　　超聲波石墨烯制取設(shè)備的基本原理：

　　超聲波設(shè)備的應(yīng)用，主要是在溶劑熱插層法和氧化還原法上，這兩種方法操作較為簡便，而且成本低于其他制備的方法，是目前國內(nèi)大規(guī)模制備納米級石墨烯粉主要采用的生產(chǎn)方式。由于超聲波在液體中會產(chǎn)生空化作用，形成微射流、振動等物理現(xiàn)象，微觀上，在液體中對懸浮顆粒起到一種高速攪拌、破碎、分離、分散的作用。簡單的講，就是超聲波在制備石墨烯的溶液中，能起到反應(yīng)加速和催化的作用。

　　在溶劑熱插層法中，將石墨粉末和插層劑按一定比例，在有機溶劑中均勻混合，再利用超聲波水浴進(jìn)行一定時間的剝離，然后對其作離心分離處理，通過微孔濾膜過濾后，就能得到石墨烯材料。

　　氧化還原的方法，是將氧化石墨粉末加入到去離子水中，通過超聲波振蕩，得到氧化石墨烯在去離子水中的氧化石墨烯分散液，在分散液中通過加入咖啡酸粉末，還原反應(yīng)后得到石墨烯溶液，也是通過微孔濾膜過濾收集，并真空干燥，后得到石墨烯。

　　石墨烯超聲波分散機組成部分：

　　1.超音波振動源（驅(qū)動電源）：把50-60Hz的市電轉(zhuǎn)化為高功率的高頻率（15kHz—100kHz）電源，提供給換能器。

　　2.換能器把高頻率電能轉(zhuǎn)化為機械振動能。

　　3.變幅桿：聯(lián)接并固定換能器與工具頭，將換能器之振幅放大后傳送到工具頭。

　　4.工具頭（導(dǎo)入桿）：把機械能和壓力傳至工作物，同時也有振幅放大的功能

　　石墨烯分散設(shè)備超聲設(shè)備在石墨烯制備中的作用：目前制備石墨烯的方式主要是機械剝離法跟氧化還原法，這兩種方式成本不高，所以青睞。在這兩種制造工藝中均會用到超聲設(shè)備。其原理就是因為在液體環(huán)境中會產(chǎn)生空化反應(yīng)。空化反應(yīng)指的是在液體中的微氣核空化泡在聲波的作用下振動，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時發(fā)生的生長和崩潰的動力學(xué)過程。在這一過程中會形成一個微射流，振動等物理現(xiàn)象。就是這一物理現(xiàn)象來剝離石墨烯。

　　超聲波石墨烯分散設(shè)備可用于石墨烯，油墨涂料等分散，均質(zhì)化處理；石油乳化；萃取加工；細(xì)胞，壓載水破碎，處理；化工原料加速反應(yīng)等方面。