Dondurarak kurutucu ile süngerimsi grafen hazırlama yöntemi

Grafen, sp2 hibrit modunda karbon atomlarının yakından karıştırılmasıyla oluşturulan bal peteği iki boyutlu kafes yapılı katmanlı nano malzemedir.2004 yılında keşfinden bu yana grafen, mükemmel fiziksel ve kimyasal özellikleri ile araştırmacıların dikkatini çekmiştir.Fiziksel kimya, malzeme enerjisi, yaşam bilimleri ve bilgi teknolojisi alanlarında hızla bir araştırma noktası haline geldi.Grafenin özel monoatomik katmanlı yapısı ona çok geniş bir spesifik yüzey alanı verir ve sp2 hibridizasyonu ona birçok harika özellik ve mükemmel fizikokimyasal özellikler verir.Mekanik özellikler açısından yüksek mukavemet ve yüksek modüle sahiptir;termal özelliklerde yüksek termal iletkenliğe sahiptir;elektriksel özellikler açısından yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir.Ek olarak, Grafenin bazı özel özellikleri vardır, örneğin: Grafenin oda sıcaklığında kuantum Hall etkisi ve ferromanyetizma vardır.

Grafenin keşfinden bu yana bilimsel araştırmacılar, farklı yöntemlerle grafen hazırlamaya çalışıyorlar.Şu anda, hazırlama ilkesine göre, fiziksel yöntemler ve kimyasal yöntemlere ayrılabilir.Fiziksel yöntem, yani mekanik soyma yöntemi, ayrıca mikro mekanik soyma yöntemi ve solventle soyma yöntemine ayrılabilir.Kimyasal yöntemler temel olarak bir grafit oksit indirgeme yöntemini, bir termal ayrışma SiC yöntemini ve bir kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemini içerir.

Günümüzde üç boyutlu grafenin hazırlanması araştırmacılardan büyük ilgi görmüştür.Üç boyutlu grafen genellikle hidrotermal çözücü yöntemiyle sentezlenir.Bu işlemde, sentezlenen grafenin düşük kristallik ve hacim küçülmesine sahip olması için grafit oksidi belirli bir sıcaklıkta azaltmak için çözücüye bir indirgeyici ajan eklenir.Düğümlenmeye yatkındır ve verimi yüksek değildir.Üç boyutlu grafen elde etmek için bir dondurarak kurutma grafen yöntemi de rapor edilmiştir, ancak grafen bir çözücü içinde kolayca çözülmez ve bu nedenle aglomerasyon meydana gelir.

Buluş, dondurarak kurutma yöntemiyle süngerimsi grafen hazırlamak için bir yöntem sağlar.Yöntemle elde edilen grafen gözeneklidir ve geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir, üç boyutlu sünger şekline, düşük yoğunluğa, ultra hafif ve kararlı yapıya sahiptir ve Adsorpsiyon malzemeleri olarak kullanılabilir ve kompozit malzemeler uygulamayı genişletir.

Grafen dondurarak kurutma ekipmanı

Dondurarak kurutma yöntemiyle süngerimsi grafen hazırlamak için bir yöntem olup, aşağıdakileri içerir:

(1) Bir buz banyosunda ham maddelerin ultrasonik olarak karıştırılması

15-60 dakika içinde buz banyosu ultrasonik konsantre H2SO4'e doğal grafit ekleyin, ardından NaNO3 ekleyin, ardından 15-60 dakika içinde potasyum permanganat KMnO4 ekleyin, potasyum permanganatın eklenmesini bekleyin, reaksiyonu başlatın, 0.5-1 saat, Sıcaklığın karışık bir çözüm elde etmek için sistemin değeri 10℃'den yüksek değildir;

(2) Hammaddelerin su banyosunda oksidasyonu

Yukarıdaki karışım bir su banyosunda 30-35°C'de 0.5-1.5 saat karıştırılır, karışıma deiyonize su eklenir, 95-100°C'ye ısıtılır, 20-30 dakika karıştırmaya devam edilir, sonra deiyonize su ve hidrojen peroksit Çözelti parlak sarıya dönene kadar eklenir, kabarcık oluşmaz (grafit oksit elde etmek için) ve daha sonra ayrılır, yıkanır, dondurularak kurutulur ve süngerimsi grafen elde etmek için düşük basınçlı ısıyla sıyırma işlemine tabi tutulur.Adım (1)'deki doğal grafit, konsantre H2SO4, NaNO3 ve potasyum permanganat KMnO4 oranı 2g: 50ml: 1g: 7g'dir, yani hafif bir fazla KMnO4 ve konsantre H2SO4 ve grafit ve KMnO4 yavaş yavaş eklenir. konsantre H2SO4.Amaç, grafitin daha sonraki bir aşamada yeterince oksitlenmesini ve araya girmesini sağlamaktır.

Ön madde olarak grafit oksit kullanılarak, örneğin kabarık kalmasını sağlamak için sulu grafit oksit çözeltisi doğrudan dondurularak kurutulur.Son olarak, süngerimsi grafit oksit sıyrılır ve süngerimsi grafen elde etmek için düşük basınçlı ısı ile indirgenir.Bu süreçte sadece sıcaklık, basınç ve zamanın ayarlanması gerekir.Farklı morfolojilere ve özelliklere sahip sünger grafen, diğer parametrelerle elde edilebilir ve çevre kirliliğini önleyen ve seri üretime ulaşmak kolay olan toksik kimyasal indirgeyici madde kullanılmaz.

LTPM ÇİN üreticileri grafen dondurularak kurutulmuş kasa!

Grafen hazırlanması için liyofilizatörlerin avantajları:

(1) Elde edilen grafen gözeneklidir ve geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir, üç boyutlu bir sünger şekli sergiler, düşük yoğunluğa sahiptir, ultra hafif ve yapısal olarak kararlıdır ve bir adsorban malzeme ve bir kompozit malzeme olarak kullanılabilir, dolayısıyla uygulama olasılığını genişletmek;

(2) Vakumlu dondurarak kurutma ve düşük basınçlı ısıyla soyma indirgeme aşamalarının reaksiyon parametrelerini değiştirerek, üç boyutlu süngerimsi grafenin makroskopik şekli, mikro yapısı, iletkenliği ve adsorpsiyon özellikleri değiştirilebilir;

(3) Hazırlama süreci basit, çalıştırması kolay ve hazırlama döngüsü kısa, hızlı ve verimli;

(4) Kullanılan hammaddeler yaygın olarak tedarik edilir ve düşük maliyetlidir.Çevre dostu ve enerji verimlidir ve uygulanabilir.

LTPM ÇİN tarafından üretilen liyofilize beyaz grafen vakası