Nguyên lý và mục đích của hệ thống phân tán graphene siêu âm là gì

Nguyên lý và mục đích của hệ phân tán graphene siêu âm là gì

Inkene là một vật liệu hai chiều mỏng, cứng, được làm từ một lớp nguyên tử carbon duy nhất trên thế giới. Sức mạnh rất tốt, tính linh hoạt, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và tính chất quang học của nó đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. Ở trạng thái tự nhiên, không có vật liệu graphene một lớp, thường tồn tại dưới dạng than chì ba chiều. Điều rất quan trọng là trích xuất graphene một lớp từ than chì.

Phân tán graphene siêu âm còn được gọi là lột graphene siêu âm. Phương pháp khử oxit than chì được sử dụng kết hợp với rung siêu âm để tăng hiệu quả khoảng cách giữa các lớp oxit than chì. Ôxít than chì với khoảng cách lớn không chỉ có lợi cho các phân tử và nguyên tử khác xen kẽ giữa các lớp để tạo thành ôxít than chì. Vật liệu composite xen kẽ có thể dễ dàng bóc thành một lớp oxit than chì, tạo nền tảng cho việc chuẩn bị thêm graphene một lớp.

Nguyên lý phân tán graphene siêu âm

Thiết bị phân tán graphene siêu âm sử dụng sự xâm thực của sóng siêu âm để phân tán các hạt kết tụ. Nó đặt huyền phù hạt (chất lỏng) được xử lý thành một trường âm thanh cực mạnh và xử lý nó với biên độ siêu âm thích hợp. Dưới tác dụng bổ sung của xâm thực, nhiệt độ cao, áp suất cao, microjet, rung động mạnh, khoảng cách giữa các phân tử sẽ tiếp tục tăng, cuối cùng dẫn đến sự phân mảnh và hình thành cấu trúc phân tử. Sản phẩm này đặc biệt hiệu quả để phân tán vật liệu nano (như ống nano carbon, graphene, silica, v.v.).

Mục đích phân tán graphene

Có một số lượng lớn vật liệu than chì trong tự nhiên và than chì dày 1 milimet chứa khoảng 3 triệu lớp graphene. Than chì một lớp được gọi là graphene, không tồn tại ở trạng thái tự do, và tất cả tồn tại ở dạng các tấm than chì được ép với nhiều lớp graphene. Do lực xen kẽ của tấm than chì tương đối yếu, nên lớp này có thể bị bóc ra bởi lực bên ngoài để thu được graphene một lớp với độ dày chỉ bằng một nguyên tử carbon.

Phương pháp hỗ trợ siêu âm

Hệ thống phân tán graphene siêu âm sử dụng phương pháp Hummers hỗ trợ siêu âm để điều chế graphene oxide. Nó sử dụng chất lỏng làm môi trường và thêm rung siêu âm tần số cao vào chất lỏng. Vì siêu âm là sóng cơ học, nó không được các phân tử hấp thụ và gây ra chuyển động rung động của các phân tử trong quá trình lan truyền. Dưới tác dụng của xâm thực, nghĩa là, nhiệt độ cao, áp suất cao, phản lực cực nhỏ, rung động mạnh và các hiệu ứng bổ sung khác, khoảng cách giữa các phân tử làm tăng khoảng cách trung bình do rung động, cuối cùng dẫn đến sự phân mảnh. Khoảng cách giữa các lớp ôxít than chì có thể được tăng lên một cách hiệu quả hơn và với sự gia tăng công suất siêu âm, khoảng cách giữa các lớp ôxít than chì thu được ngày càng tăng.

Áp suất được giải phóng tức thời bởi sóng siêu âm phá hủy lực van der Waals giữa lớp graphene và lớp này, khiến cho graphene khó kết hợp lại với nhau hơn. Ôxít than chì với khoảng cách xen kẽ lớn không chỉ có lợi cho các phân tử, nguyên tử và các lớp xen kẽ khác để tạo thành vật liệu hỗn hợp xen kẽ ôxít than chì, mà còn dễ dàng bóc thành một lớp ôxit than chì, tạo nền tảng cho việc chuẩn bị thêm graphene một lớp.

Thiết bị phân tán siêu âm có thể được sử dụng để phân tán và đồng nhất hóa graphene, lớp phủ mực, v.v.; nhũ hóa dầu mỏ; chế biến chiết xuất y học cổ truyền Trung Quốc; tế bào, dằn nước nghiền, xử lý khử trùng; phản ứng tăng tốc của nguyên liệu hóa học