石墨烯分散技術(shù)-超聲波石墨烯分散機(jī)
一、了解石墨烯
(一)石墨烯
石墨烯是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄也是最堅(jiān)硬的納米材料,幾乎完全透明,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/(m·K),高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過(guò)15000cm2/Vs,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約10-8Ω/m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。
(二)石墨烯分散
石墨烯分散的目的是為了實(shí)現(xiàn)互不相溶的分散,必須強(qiáng)力粉碎并混合其粒子,這意味著新表面的形成必須克服表面張力的阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,團(tuán)聚問(wèn)題已成為石墨烯繼續(xù)發(fā)展的瓶頸,因此提高石墨烯分散性已經(jīng)成為提高產(chǎn)品(材料)質(zhì)量、性能和工藝效率不可或缺的技術(shù)方法。
石墨烯由于表面惰性導(dǎo)致其與很多物質(zhì)不溶且分散性差,如何解決石墨烯發(fā)展中的瓶頸問(wèn)題有兩種思路:一是低成本高質(zhì)量石墨烯原料的規(guī)?;a(chǎn);二是石墨烯的商業(yè)化應(yīng)用。近兩年石墨烯進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段,產(chǎn)業(yè)鏈上下游互動(dòng)至關(guān)重要,我們必須面向用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),去解決分散和成型等共性技術(shù)難題,讓石墨烯更接“地氣”。
石墨烯粉體的粒度細(xì)微、比表面積大、表面能高、表面原子數(shù)增多及原子配位不足等特性,使得這些表面原子具有很高的活性,極不穩(wěn)定,很容易團(tuán)聚形成帶有若干鏈接接口的尺寸較大的團(tuán)聚體。粉體的團(tuán)聚一般分為軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。團(tuán)聚體的形成使得納米顆粒不能以單一的顆粒均勻分散,不能發(fā)揮其應(yīng)有的納米特性,對(duì)納米粉體的應(yīng)用性能產(chǎn)生十分不利的影響。
二、超聲波石墨烯分散機(jī)的應(yīng)用
(一) 超聲波石墨烯分散機(jī)
超聲波石墨烯分散機(jī)的核心內(nèi)容是如何解決粒子的團(tuán)聚問(wèn)題。石墨烯由于表面惰性導(dǎo)致其與很多物質(zhì)不溶且分散性差,要得到單個(gè)分散的粒子非常困難,如何使粒子均勻地分散到基體中去是石墨烯分散技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。
(二) 如何利用超聲波分散機(jī)進(jìn)行石墨烯的分散
我公司超聲波石墨烯分散機(jī)是利用超聲波的空化作用來(lái)分散團(tuán)聚的顆粒。它是將所需處理的顆粒懸浮液(液態(tài))放入超強(qiáng)聲場(chǎng)中,用適當(dāng)?shù)某曊穹右蕴幚?。由于粉體顆粒團(tuán)聚的固有特征,對(duì)于一些在介質(zhì)中分散得不好的粉體,可加入適量的分散劑使之保持分散穩(wěn)定狀態(tài),一般可達(dá)到幾十個(gè)納米,甚至更小。該產(chǎn)品尤其對(duì)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。
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