微射流高壓均質(zhì)法制備少層石墨烯步驟與結(jié)果

瀏覽次數(shù)：4318　發(fā)布日期：2019-6-15　來源：http://www.willnano.com/newsdetail_1780425.html

石墨烯獨特的力、熱、光、電、磁等特性，使其在微電子、生物傳感器、儲能材料和復合材料領(lǐng)域有著巨大的應用潛力。

機械法進行石墨烯剝離，相比其他化學方法制備的石墨烯具有更少的缺陷，結(jié)構(gòu)也較為完整。本文將簡介微射流高壓均質(zhì)法在石墨烯制備中的應用。

主要儀器與原料：

微射流高壓均質(zhì)機

客戶寄來的石墨原料樣品

預實驗步驟與結(jié)果：

1）分裝混勻后的原料樣品2份至2只樣品瓶中，每份20ml；

2）選用安裝F140Y-RT金剛石交互容腔，并連接微射流高壓均質(zhì)機與實時冷卻系統(tǒng)；

3）對照組不做處理，實驗組20,000psi均質(zhì)反應10次；

4）處理后樣品與對照組外觀觀察

微射流高壓均質(zhì)法制備石墨烯.png

圖1 均質(zhì)處理前（左），微射流高壓均質(zhì)處理后（右）

微射流高壓均質(zhì)處理后的樣品像安慕希酸奶的狀態(tài)，流動性低，粘度大，右燒杯可見牢固掛杯口的1滴樣品。處理后樣品體積變大，相同反應次數(shù)下，反應壓力越大樣品體積膨脹越大。另外樣品傾斜觀測，對照組流動性大，實驗組傾斜后掛壁嚴重。

5）樣品微觀形態(tài)觀察

少層石墨烯.png

圖2 客戶返回的電鏡檢測結(jié)果（少層石墨烯）

微射流高壓均質(zhì)原理：

1）微射流高壓均質(zhì)機由動力單元和均質(zhì)核心（金剛石交互容腔）組成。

微射流高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)組成.png

圖3 微射流高壓均質(zhì)機（紅圈：動力單元、觸控屏，藍圈：金剛石交互容腔）

2）本實驗微射流高壓均質(zhì)技術(shù)核心在于微射流高壓均質(zhì)機的金剛石交互容腔：

溫控型金剛石交互容腔外觀與結(jié)構(gòu).png

圖4 溫控型金剛石交互容腔實物（左），內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（右）

微射流高壓均質(zhì)原理圖.png

圖5 微射流高壓均質(zhì)原理示意圖

Y型金剛石交互容腔具有固定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，石墨液體經(jīng)過加壓后，經(jīng)過百微米級的孔道形成超音速射流（不小于500m/s），在Y型金剛石交互容腔內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的剪切、碰撞、空穴以及對射作用，對射瞬間相對速度加倍，超大動能物料間發(fā)生對射爆炸。對射流的應用，充分利用物料間的相互碰撞，大大降低了物料對交互容腔腔體的磨損，微射流高壓均質(zhì)技術(shù)集合了微射流、撞擊流和傳統(tǒng)高壓均質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢于一體，具有更高的均質(zhì)效率。