Ról Scaipthe Ultrasonach in Ullmhú Graiféin

Is modh iontaofa é scaipeadh ultrasonaic chun sraitheanna graphene a tháirgeadh ó calóga nó cáithníní graifíte. Tá teicnící scaipthe coitianta eile cosúil le muilte liathróid, muilte rolla nó meascthóir ard lomadh so-ghabhálach i leith úsáid a bhaint as imoibrithe ionsaitheach agus tuaslagóirí. Is féidir leis an teicneolaíocht scaipthe ultrasonaic an fhadhb seo a shárú go maith agus ábhair graphene a ullmhú go héifeachtach.

Ultrasonic dispersion transforms graphene in liquid into a dispersed state, that is, fine or ultrafine ultrasonic grinding of solids or fluids due to the effect of ultrasonic vibrations. Due to the specificity of the ultrasonic field generated in the liquid medium, ultrasonic dispersion provides a highly dispersed uniform, chemically pure suspension (particle size less than 1 μm).

01

Prionsabal ullmhú ultrasonaic graphene

Tá ullmhú ultrasonaic graphene bunaithe ar an éifeacht cavitation, mar sin ní scriosfar an struchtúr chandamach taobh istigh den graphene. Gineann cuas ultrasonach aimplitiúid ardmhinicíochta trí thonnta ultrasonaic ardchumhachta. Is féidir ultrafhuaime ardchumhachta a úsáid chun leachtanna a chóireáil, mar shampla meascadh, eiblithe, scaipeadh agus díghlomerating nó meilt. Nuair a dhéantar leacht a fhuaimniú ag ard-déine, bíonn tonnta fuaime ag iomadú isteach sa mheán leachtach ina gcúis le timthriallta ardbhrú (comhbhrú) agus brú íseal (machnamh) de réir ráta a bhraitheann ar mhinicíocht. Cruthaíonn tonnta ultrasonaic ard-déine i dtimthriallta brú íseal boilgeoga beaga folúis nó folús sa leacht. Nuair a shroicheann na boilgeoga toirt nach féidir leo an fuinneamh a ionsú, titfidh siad go foréigneach sa timthriall ardbhrú. Tugtar cavitation ar an bhfeiniméan seo.

Tarchuireann an gléas scaipthe ultrasonaic creathadh ardmhinicíochta isteach sa leacht, agus is féidir le cur i bhfeidhm an strus meicniúil seo ceirtleáin na gcáithníní graphene a scaradh. Nuair a dhéantar leachtanna a fhuaimniú, bíonn tonnta fuaime ag iomadú isteach sa mheán leachtach ina gcúis le timthriallta ardbhrú (comhbhrú) agus brú íseal (machnamh). Is é an toradh a bhíonn ar chuas ultrasonaic i leachtanna ná scairdeanna leachta ardluais suas le 1000 km/u (thart ar 600 msu). Fásann an scaird seo an leacht ag brú ard idir na cáithníní agus scarann ​​sé an graphene óna chéile. Luathaítear cáithníní níos lú leis an scaird leachtach agus imbhuaileann siad ag ardluais. Feidhmíonn an tonn turrainge ard-déine a ghineann an t-imbhualadh ardluais go leanúnach ar dhromchla an chomhlachta graifíte, agus léireoidh agus ginfidh an graifít strus teanntachta. Nuair a bhíonn líon mór de na microbubbles briste, méadaíonn an strus teanntachta idir na calóga graifít go leanúnach, agus na calóga graphene exfoliated de réir a chéile.

02 Díshuiteáil agus scaipeadh graféin

Má tá graphene le húsáid mar ábhar, ní mór é a scaipeadh go haonfhoirmeach ar dtús sa fhoirmliú. Mar gheall ar hidreafóbacht ghraiféin, tá sé deacair spréacháin graiféine ard-tiúchana a fháil gan dromchlaghníomhaithe nó scaiptheoirí a chobhsú.

Is féidir nanabhileoga graiféine (GNPanna) a dhéanamh trí ghraifít a dhíshlacadh i dtuaslagóir trí mhacánú ardchumhachta. Is féidir graphene exfoliated ultrasonaic a fheidhmiú le bithpolaiméirí chun uisce a fháil graphene in-scaradh. Is féidir an graphene sintéisithe a phróiseáil tuilleadh isteach i scaipthe uisce cobhsaí trí chuasadh ultrasonaic. Tarlaíonn ceirtleán go héasca nuair a mheasctar nana-ábhair graphene ina leachtanna, agus is féidir le scaipeadh ultrasonaic an graphene ceirtleánaithe a bhriseadh suas i bhfionraí uiscí agus neamh-uiscí, rud a d'fhéadfadh acmhainn iomlán na n-ábhar a bhaint amach.

Tá ocsaíd ghraiféin intuaslagtha in uisce agus is furasta í a scaipeadh go colloids chobhsaí. Is modh an-éifeachtach, tapa agus costas-éifeachtach é exfoliation agus scaipeadh ultrasonaic chun ocsaíd graphene a shintéisiú, a scaipeadh agus a fheidhmiú ar scála tionsclaíoch. Chun méid nana-bhileog ocsaíd graphene (GO) a rialú, tá ról lárnach ag an modh exfoliation. Mar gheall ar a pharaiméadair phróisis inrialaithe go beacht, is é exfoliation ultrasonaic an teicníocht dílamination is forleithne a úsáidtear chun graphene ardchaighdeáin agus ocsaíd graphene a tháirgeadh.

03Díscaoileadh céime leachta cuidithe Ultrasonach

Is modh éifeachtach é exfoliation céime leachtach (LPE) chun calóga graphene a dhíscriosadh. Is é an príomhphrionsabal ná graifít nó ocsaíd graifíte mar amhábhar a chur le tuaslagóir nó dromchlaghníomhaithe ar leith chun an t-idirghaolú teirmeach a mhúscailt chun tuaslagán réamhchóireála graphene a dhéanamh, agus ansin na tonnta ultrasonaic a astaítear le gléas ultrasonaic ardchumhachta a úsáid. chun an graphene a scamhadh ó dhromchla na graifíte. tar amach.

Modh feannadh céim leachtach

Is iad na príomhfhachtóirí a mbíonn tionchar acu ar exfoliation graphene ultrasonaic le cabhair chuas ultrasonaic agus fórsa lomadh ard. Mar thoradh ar an cavitation sa phróiseas cóireála ultrasonaic go bhfuil an graifít scaipthe sa tuaslagóir brúite agus brúite. Is féidir le fórsa lomadh na dtonnta ultrasonaic a chur faoi deara go gcruthóidh an tuaslagóir scairdeanna micrea chun tionchar a imirt ar dhromchla na graifíte, rud a chothaíonn scaradh na sraitheanna graifíte.

04Achoimre

Is féidir córais ultrasonaic ardchumhachta a úsáid chun ocsaíd ghraiféine agus ocsaíd ghraiféine a dhísileadh, a scaipeadh agus a ullmhú. Soláthraíonn próiseálaithe ultrasonaic iontaofa agus imoibreoirí chun cinn an chumhacht atá ag teastáil le haghaidh próiseála graphene, le coinníollacha próiseála go beacht rialaithe a ligeann do thorthaí próiseála ultrasonaic a bheith tiúnta go beacht leis an sprioc próiseála atá ag teastáil.