Χρήση υπερήχων για διασπορά σε γκραφέν

Η χημική μέθοδος αρχικά οξειδώνει γραφίτη προς οξείδιο γραφίτη με αντίδραση οξείδωσης και αυξάνει την απόσταση των στρωμάτων εισάγοντας μια λειτουργική ομάδα που περιέχει οξυγόνο στα άτομα άνθρακα μεταξύ του στρώματος γραφίτη και του στρώματος, εξασθενίζοντας έτσι την αλληλεπίδραση μεταξύ των στρωμάτων.

Κοινή οξείδωση

Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τη μέθοδο του Brodie, τη μέθοδο Staudenmaier και τη μέθοδο του Hummers [40]. Η αρχή είναι ότι ο γραφίτης πρώτα επεξεργάζεται με ισχυρό οξύ.

Στη συνέχεια προσθέστε ισχυρό οξειδωτικό για την οξείδωση.

Ο οξειδωμένος γραφίτης σχηματίζεται σε οξείδιο του γραφένιου με απολέπιση με υπερήχους και στη συνέχεια προστίθεται με αναγωγικό παράγοντα για αναγωγή, λαμβάνοντας έτσι το γκρφένιο.

Οι συνήθως χρησιμοποιούμενοι αναγωγικοί παράγοντες είναι ένυδρη υδραζίνη, NaBH4 και ισχυρή αλκαλική υπερηχητική αναγωγή. Το NaBH4 είναι ακριβό λόγω της υψηλής τιμής του και διατηρεί εύκολα τα στοιχεία Β.

Η υπερήχων μείωσης των ισχυρών βάσεων είναι απλή και φιλική προς το περιβάλλον, αλλά είναι δύσκολο να αποκατασταθεί πλήρως και συνήθως υπάρχει μεγάλος αριθμός λειτουργικών ομάδων που περιέχουν υπολειμματικό οξυγόνο μετά από αναγωγή.

Επομένως, η φθηνότερη ένυδρη υδραζίνη γενικά χρησιμοποιείται για τη μείωση του οξειδίου του γραφίτη. Το πλεονέκτημα της μείωσης της ένυδρης υδραζίνης είναι ότι η μειωτική ικανότητα είναι ισχυρή και η ένυδρη υδραζίνη είναι εύκολο να εξατμιστεί και δεν παραμένουν ακαθαρσίες στο προϊόν. Στη διαδικασία αναγωγής προστίθεται συνήθως μια κατάλληλη ποσότητα αμμωνιακού νερού, αφενός, η μειωτική ικανότητα της ένυδρης υδραζίνης αυξάνεται.

Από την άλλη πλευρά, η επιφάνεια του graphene μπορεί να απωθείται αμοιβαία εξαιτίας του αρνητικού φορτίου, μειώνοντας έτσι την συσσωμάτωση του graphene.

Η παρασκευή μεγάλης κλίμακας γραφένιο μπορεί να επιτευχθεί μέσω χημικής οξειδοαναγωγής και η διασπορά του ενδιάμεσου οξειδίου του γραφένιου στο νερό είναι καλύτερη.

Είναι εύκολο να πραγματοποιηθεί η τροποποίηση και η λειτουργικοποίηση του γραφένιου, έτσι αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά στην έρευνα των σύνθετων υλικών και της αποθήκευσης ενέργειας. Αλλά λόγω της οξείδωσης,

Η απουσία μερικών ατόμων άνθρακα στη μέθοδο υπερήχων και το υπόλειμμα λειτουργικών ομάδων που περιέχουν οξυγόνο κατά τη διαδικασία αναγωγής συχνά καθιστούν το προκύπτον γραφένιο πιο ελαττωματικά, μειώνοντας την αγωγιμότητά του και περιορίζοντας έτσι την απαίτηση του για υψηλή ποιότητα γραφένιου. Εφαρμογή.