Почему диспергируется графен, полученный разными методами?

Толщина двумерного материала графена составляет всего несколько нанометров, при этом высокая прочность обеспечивает адсорбционные характеристики между частицами наноматериала, поэтому его трудно распределить полностью, а из-за свойств, присущих гидрофобным чистым углеродным материалам, графен является не может полностью диспергироваться в других материалах, что значительно ограничивает материальные характеристики люфта, поэтому как его распространить, то это стало узким местом графеновых приложений.

Графен обладает превосходными механическими, электрическими, магнитными, тепловыми и оптическими свойствами, его структура гексагонального углеродного кольца в плоскости бесконечно расширяется, образование гибридизации углерода sp2 в направлении плоскости гексагонального углеродного кольца имеет стабильные механические свойства и электрические свойства, прочность графена может быть до 100 раз прочнее стали, а твердость может быть сопоставима с алмазом. Электронная подвижность поверхности графена 2 x 105 см2 / с. (V) намного выше, чем проводимость меди. Эти превосходные характеристики делают графен после того, как углеродные нанотрубки были обнаружены в 1991 году, более перспективными для углеродных материалов.

Основываясь на многочисленных преимуществах графена, что можно использовать для улучшения других материалов? Благодаря добавлению графенового композитного материала, механические и электрические характеристики которого значительно улучшаются во многих исследованиях. Но толщина двумерного материала графена составляет всего несколько нанометров, с высокой прочностью и адсорбционными характеристиками между частицами наноматериала, поэтому его трудно распределить полностью, и из-за присущих гидрофобным чистым углеродным материалам графена не может полностью диспергироваться в других материалах, что сильно ограничивает материальные характеристики люфта, так как его распространение стало узким местом графеновых приложений.

1, влияние методов приготовления водной дисперсии графена

Метод механической очистки, вододиспергируемость графена.

Графен имеет много видов методов подготовки, и принцип различных методов очень отличается, дисперсии графена также существуют различия в производительности. Изначально метод механической зачистки был сделан из графена, метод минимального повреждения самой структуры, метод полной структуры графеновых материалов с меньшим количеством дефектов. Но на поверхности графена мало гидрофильных групп, что ухудшает свойства водной дисперсии. Кроме того, с помощью метода механической зачистки нельзя реализовать массовое производство графена, которое невозможно применить в реальном производстве, поэтому, помимо некоторых микроскопических исследований графена, этот метод обычно не применяется.

Расширение правовой системы водной дисперсии графена

Сырье больше, чем метод расширенного графита, расширенный графит имеет относительно рыхлую структуру между слоями, с помощью ультразвукового метода или метода высокоскоростного сдвига, превращает диспергированный в расширенный графит с использованием растворителя между слоем и слоем, а затем под слоем электростатическое отталкивание ультразвука и диспергатора, расширенный графит преодолевает межслойную силу Ван-дер-Ваальса, так что разделительный слой и слой и, наконец, получают один или меньше слоев раствора графена. PatonKR et al., Используя аналогичный принцип, приготовление дисперсного раствора графенового NMP, а также с помощью рентгеновских спектров и спектров комбинационного рассеяния света, полученного методом графена, имеет преимущества меньшего количества дефектов.

XiumeiGeng, YufenGuo и др. Используют H2O2 в качестве среды, при катализе FeCl3, с дисперсией графена, по данным SEM, TEM и AFM, графен имеет такой метод, толщина мала, характеристики плоской области большие , стабильно и легко в воде.

Химическое осаждение из паровой фазы водной дисперсии графена

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD), его принцип заключается в высокотемпературном газе, атомах углерода и водорода, а затем снижении температуры газовых атомов, нанесенных на металл, выросший из графена. Этот метод широко использовался при использовании углеродных нанотрубок. Графен имеет высокое качество, однако метод, по сравнению с дисперсией графена, непосредственно полученной в водном растворе, его уникальный способ приготовления водной дисперсии относительно меньше, поэтому производство графенового метода CVD, такого как необходимость использования в растворе , с этим нужно будет разобраться снова.

REDOX легальная водная дисперсия графена

Принцип окислительно-восстановительной подготовки графена для использования концентрированной серной кислоты, азотной кислоты или других окислителей при обработке окислением графита в сочетании с ультразвуковой обработкой для увеличения расстояния между слоями графита, таким образом изолированные слои графена, получают оксид графена, наконец, через черный ход восстановителя будет восстановление оксида графена, восстановление оксида графена. Но степень окисления не только приведет к серьезному повреждению структуры графена, углеродного кольца на множестве дефектов, но также принесет многие - COOH, делая эти дефекты - гидрофильной группой OH и т. Д. Графен имеет две стороны, метод, вызванные дефектами. путем окисления качество изготовленного из графена невысокое; Пространство, с другой стороны, дефекты с гидрофильной группой, если не удалось полностью восстановить, в процессе восстановления сделает из этого метода водную дисперсию графена превосходит другие методы. Метод приготовления легко реализовать в массовом производстве, но перед выбором необходимо взвесить характеристики водной дисперсии и качество графена.

2, влияние типа диспергатора на дисперсность графена

Влияние ионного ПАВ на дисперсию графена

Поверхностно-активные вещества можно разделить на ионные и неионные, причем ионные поверхностно-активные вещества являются наиболее распространенными., DasS WajidAS и др., Исследование анионного поверхностно-активного вещества додецилбензолсульфоната натрия (SDBS) в растворе с эффектом дисперсии графена дало идеальный результат. Но у анионного ПАВ в растворе электролита есть нестабильные неисправности. Fernandez-MerinoMJ ParedesJI изучал такие как различные ионные поверхностно-активные вещества и неионные поверхностно-активные вещества в кислотном растворе и щелочном растворе и диспергирующие свойства, результаты показывают, что неионогенное поверхностно-активное вещество в кислотном щелочном растворе не очень чувствительно, например, эффект диспергирования Brij700 почти отсутствует. изменение, а в случае высокой дозировки диспергаторов разница меньше. Ионное поверхностно-активное вещество, с другой стороны, показало характеристики чувствительности к кислоте, многие рассеянные хороший эффект диспергатора в щелочном растворе, почти отсутствие эффекта диспергирования в кислой среде, типичный представитель имеет 1 - пирен масляную кислоту, дезоксихолевую кислоту натрия и SDBS, Эти данные свидетельствуют о том, что при фактическом приготовлении графеновых композитов выбор диспергаторов и растворов кислот и щелочей очень велик.

Влияние неионных поверхностно-активных веществ на дисперсию графена

ПВП - это разновидность полимера, а также разновидность неионогенного поверхностно-активного вещества. ПВП в виде дисперсии графена имеет очень хороший эффект. WajidAS et и Wei на душу населения изучали диспергирующий эффект графена. Исследования показывают, что когда раствор ПВП с концентрацией 10 мг / мл, диверсифицируемый, достиг максимальной концентрации графена, образование на поверхности такого диспергатора может адсорбироваться на слое графена, чтобы предотвратить контакт между воссоединением графена и WajidAS и другие также изучали этот вид диспергатора графена в органических растворителях, таких как ДМФА, NMP, этанол и диспергирующий эффект, результаты показали, что ПВП при высокой температуре около 100 ℃ и условиях низкого pH около 2 может сделать раствор графена стабильный по сравнению с другими поверхностно-активными веществами для поверхностно-активного вещества имеет очевидные преимущества, и дальнейшие исследования показали, что средняя молекулярная масса составляет 10000400 00110 00110 после эффекта дисперсии PVP, чем меньше относительная молекулярная масса, полученная PVP с эффектом дисперсии, тем лучше.

3, резюме

Исследования метода дисперсии графена в воде до сих пор достигли определенного прогресса, каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, отсутствие дефектов в дисперсии графена в воде трудно реализовать, и когда с помощью определенных методов, таких как окисление или модификация поверхности , внесет некоторые более или менее дефекты или другие функциональные группы. Кроме того, диспергатор, адсорбированный на поверхности графена, также будет влиять на его рабочие характеристики, такие как снижение его исходной электропроводности и т. Д. В конце концов, большая часть дисперсии графена в количестве воды ниже 10 мг / мл, препарат высокой концентрации раствора графена все еще очень сложно, надеюсь, что с углублением исследований можно будет получить очень хорошее решение этих проблем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.