石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的世界上Zui薄、硬的二維材料,其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性,在各大領(lǐng)域都有重要的作用。自然狀態(tài)下不存在單層石墨烯材料一般以三維的石墨存在,要在石墨中提取單層石墨烯變得非常重要。
超聲波石墨烯分散破碎系統(tǒng)也稱(chēng)超聲波石墨烯剝離,使用氧化石墨還原法,配合超聲波振動(dòng)能有效地提高氧化石墨層間距,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)。
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*聲場(chǎng)中,用適當(dāng)?shù)某曊穹右蕴幚?。在空化效?yīng),高溫,高壓,微射流,強(qiáng)振動(dòng)等附加效應(yīng)下,分子間的距離會(huì)不斷增加,終導(dǎo)致分子破碎,形成單分子結(jié)構(gòu)。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。
常用的分散方法:
1、氧化石墨還原法:氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法,其中Hummers法石墨烯分散需加入超聲波輔助。
2、微機(jī)械剝離法:用膠帶直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來(lái),不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程。使用一種材料與膨化或引入缺陷的熱解石墨進(jìn)行摩擦,體相石墨的表面會(huì)產(chǎn)生絮片狀的晶體,絮片狀晶體中含有單層石墨烯。
3、化學(xué)氣相沉積法:將一種或多種含碳的氣態(tài)物質(zhì)(通常為低碳的有機(jī)物氣體)通入到真空反應(yīng)器中,通過(guò)高溫使含碳的氣體分解碳化(通常為低碳的有機(jī)物氣體),在基底表面生長(zhǎng)出一種碳單質(zhì)的過(guò)程。
4、晶體外延取向生長(zhǎng)法:一種是通過(guò)加熱單晶 6H-SiC 脫除 Si,從而在 SiC 晶體表面外延生長(zhǎng)石墨烯。石墨烯和 Si 層接觸,這種石墨烯的導(dǎo)電性受到基底影響;另一種是利用金屬單晶中的微量碳成分,通過(guò)在超高真空下高溫退火,金屬內(nèi)碳元素在金屬單晶表面析出石墨烯。