Mis on ultraheli grafeeni dispersioonisüsteemi põhimõte ja eesmärk

Mis on ultraheli grafeeni dispersioonsüsteemi põhimõte ja eesmärk?

Inkeen on õhuke, kõva, kahemõõtmeline materjal, mis koosneb ühest süsinikuaatomite kihist maailmas. Selle väga hea tugevus, painduvus, elektrijuhtivus, soojusjuhtivus ja optilised omadused mängivad olulist rolli erinevates valdkondades. Looduslikus olekus puudub ühekihiline grafeenmaterjal, mis eksisteerib üldiselt kolmemõõtmelise grafiidina. Grafiidist on väga oluline ekstraheerida ühekihiline grafeen.

Grafeeni ultraheli hajutamist nimetatakse ka ultraheli grafeeni koorimiseks. Grafiidioksiidi redutseerimise meetodit kasutatakse koos ultraheli vibratsiooniga, et efektiivselt suurendada grafitikoksiidi kihtide vahelist kaugust. Suure intervalliga grafiidioksiid pole grafiidioksiidi moodustamiseks kasulik mitte ainult teistele molekulidele ja aatomitele kihtide vahel. Interkaleerunud komposiitmaterjali saab hõlpsasti koorida üheks kihiks grafiidioksiidiks, pannes aluse ühekihilise grafeeni edasiseks ettevalmistamiseks.

Grafeeni ultraheli hajutamise põhimõte

Grafeeni ultraheli hajutamise seadmed kasutavad ultrahelilainete kavitatsiooni aglomeerunud osakeste hajutamiseks. See paneb töödeldava osakese suspensiooni (vedeliku) ülitugevaks heliväljaks ja töötleb seda sobiva ultraheli amplituudiga. Kavitatsiooni, kõrge temperatuuri, kõrgrõhu, mikrojoa, tugeva vibratsiooni lisamõjude mõjul molekulide vaheline kaugus suureneb, põhjustades lõpuks molekulaarset killustumist ja moodustades ühe molekulaarse struktuuri. See toode on eriti efektiivne nanomaterjalide (nagu süsiniknanotorud, grafeen, ränidioksiid jne) hajutamiseks.

Grafeeni hajutamise eesmärk

Looduses on palju grafiidimaterjale ja 1 millimeetri paksune grafiit sisaldab umbes 3 miljonit kihti grafeeni. Ühekihilist grafiiti nimetatakse grafeeniks, mida vabas olekus ei eksisteeri ja kõik eksisteerivad mitme grafeenikihiga lamineeritud grafiidilehtede kujul. Kuna grafiitlehe vahekihtjõud on suhteliselt nõrk, saab kihi välisjõu abil maha koorida, et saada ühekihiline grafeen, mille paksus on ainult üks süsinikuaatom.

Ultraheli abil läbiviidav meetod

Grafeeni ultrahelispersioonisüsteemis kasutatakse grafeenoksiidi valmistamiseks ultraheli abil Hummersi meetodit. Ta kasutab keskkonnana vedelikku ja lisab vedelikule kõrgsageduslikku ultraheli vibratsiooni. Kuna ultraheli on mehaaniline laine, ei imendu see molekulide poolt ja põhjustab levimisprotsessi ajal molekulide vibratsioonilise liikumise. Kavitatsiooni, see tähendab kõrge temperatuuri, kõrgrõhu, mikrojoa, tugeva vibratsiooni ja muude lisamõjude mõjul suureneb molekulide vaheline kaugus vibratsiooni tõttu keskmiselt, põhjustades lõpuks molekulaarse killustumise. Grafiidioksiidi kihtide vahelist kaugust saab tõhusamalt suurendada ja ultraheli võimsuse suurenemisega suureneb saadud grafiidioksiidi kihtide vaheline intervall.

Ultrahelilaine poolt viivitamatult vabanev rõhk hävitab van der Waalsi jõu grafeenikihi ja kihi vahel, muutes grafeeni raskemaks rühmitamise. Kihtidevahelise vahemaaga grafiidioksiid ei ole mitte ainult teiste molekulide, aatomite ja muude interkaleerunud kihtide jaoks kasulik, moodustades grafiidioksiidi interkalatsiooni komposiitmaterjali, vaid on ka hõlpsasti kooritav üheks kihiks grafiidioksiidi, pannes aluse nende edasiseks valmistamiseks ühekihiline grafeen.

Grafeeni, tindikatete jms hajutamiseks ja homogeniseerimiseks saab kasutada ultraheli dispersiooniseadmeid; nafta emulgeerimine; traditsioonilise hiina meditsiini ekstraheerimise töötlemine; raku, ballastvee purustamine, desinfitseerimine; keemiliste toorainete kiirenenud reaktsioon