¿Conoces el principio y proceso de preparación de grafeno mediante equipos ultrasónicos?

"2019 Travel of Dispersed Grinding Equipment Enterprises in the Pearl River Delta Region" estaba desarrollando y utilizando equipos ultrasónicos para preparar grafeno. Se entiende que el método ultrasónico para pelar el grafeno se debe principalmente al efecto de cavitación del ultrasonido. Cuando el líquido está bajo la acción del ultrasonido de alta energía, las pequeñas burbujas en el líquido experimentarán periódicamente el proceso de crecimiento, contracción y ruptura. La onda de choque generada por la ruptura actuará inmediatamente sobre la superficie del grafito y el grafito correspondiente generará una onda de tensión de compresión. De acuerdo con el principio de la onda de tensión de compresión, cuando la onda de tensión de compresión se propaga a la superficie del grafito, el cuerpo de grafito reflejará y producirá tensión de tracción. Por lo tanto, cuando se rompen innumerables burbujas diminutas,

El proceso de preparación ultrasónica del grafeno consiste en ensamblar la fuente de alimentación de accionamiento ultrasónico, el cuerpo del reactor, el vibrador ultrasónico, la entrada de material y la bomba de material de acuerdo con la Figura 1. La entrada de agua de circulación de enfriamiento está conectada con la fuente de agua externa, la salida de agua de circulación de enfriamiento está conectado con la tubería de salida de agua externa, y la válvula reguladora de flujo de material, la válvula de control de alimentación, la válvula de control de descarga y la válvula de control del puerto de muestreo están cerradas. Usando grafito (como se muestra en la Figura 2: a) como materia prima, el grafito expandido con bajo grado de oxidación (como se muestra en la Figura b) se obtiene después de la intercalación previa y se agrega a algún solvente orgánico o agua para formar una solución de pretratamiento de grafeno ( como se muestra en la Figura c); Con la ayuda de ultrasonidos, calefacción o flujo de aire, se obtiene una dispersión de grafeno con buena dispersión (como se muestra en la Fig. d); Luego, la dispersión se separa por centrifugación o se filtra por filtro prensa para obtener chips de grafeno.


Cuando el grafeno se combina con la superficie del solvente orgánico, su interacción puede equilibrar la energía necesaria para despegar las láminas de grafeno y luego, a través del tratamiento ultrasónico, el ultrasonido proporciona la fuerza de pelado para producir un efecto de pelado. Aumentar el tiempo ultrasónico puede mejorar muy bien el rendimiento del grafeno. El ajuste de la potencia ultrasónica de la fuente de alimentación ultrasónica también tiene un impacto significativo en el efecto de pelado del grafeno. El efecto de pelado del grafeno depende del grado de coincidencia de la potencia ultrasónica y la fuerza de van der Waals entre las capas de grafeno. Cuando la potencia ultrasónica aumenta adecuadamente, la tensión de tracción generada en la superficie del grafeno es mayor que la fuerza de van der Waals entre las capas de grafeno, y el efecto de pelado también aumentará significativamente.


El estudio experimental encontró que la solución de pretratamiento de grafeno formada por la intercalación en caliente de grafito puede despegar fácilmente el grafeno bajo la acción del equipo ultrasónico, y la lámina de grafeno tiene básicamente menos de 10 capas. Como el principio de preparación ultrasónica del grafeno se basa en la "cavitación ultrasónica", no causará defectos estructurales en el grafeno y garantizará la integridad de su morfología y rendimiento, lo cual es de gran importancia para la producción a gran escala de grafeno.