Ultraljuds användning för grafendispergering

Den kemiska metoden oxiderar först grafit till grafitoxid genom en oxidationsreaktion och ökar skiktavståndet genom införande av en syreinnehållande funktionell grupp på kolatomerna mellan grafitskiktet och skiktet och försvagar därigenom interaktionen mellan skikten.

Vanlig oxidation

Metoder inkluderar Brodys metod, Staudenmaiers metod och Hummers metod [40]. Principen är att grafit behandlas först med stark syra.

Lägg sedan till ett starkt oxidationsmedel för oxidation.

Den oxiderade grafiten formas till grafenoxid genom ultraljudsplätering och sedan tillsätts med ett reduktionsmedel för reduktion, varigenom man erhåller grafen.

De allmänt använda reduktionsmedel är hydrazinhydrat, NaBH4 och stark alkalisk ultraljudsreduktion. NaBH4 är dyrt på grund av sitt höga pris och det behåller lätt B-element.

Ultraljudsreducering av starka baser är enkel och miljövänlig, men det är svårt att återställa helt och det finns vanligen ett stort antal resterande syreinnehållande funktionella grupper efter reduktion.

Därför används det billigare hydrazinhydratet generellt för att minska grafitoxiden. Fördelen med hydrazinhydratreduktion är att reduktionskapaciteten är stark och hydrazinhydratet är lätt att förånga och inga orenheter kvarstår i produkten. Vid reduktionsprocessen tillsätts vanligtvis en lämplig mängd ammoniakvatten, å ena sidan ökar hydrazinhydratets reducerande kapacitet.

Å andra sidan kan ytan av grafenen motstöras ömsesidigt på grund av negativ laddning, varigenom grafen agglomerering reduceras.

Den storskaliga beredningen av grafen kan uppnås genom kemisk redox och dispersionen av den mellanliggande grafenoxiden i vatten är bättre.

Det är lätt att inse modifiering och funktionalisering av grafen, så denna metod används ofta i forskning av kompositmaterial och energilagring. Men på grund av oxidation,

Frånvaron av vissa kolatomer i ultraljudsprocessen och återstoden av syreinnehållande funktionella grupper under reduktionsprocessen gör ofta den resulterande grafenen mer defekter, sänker dess ledningsförmåga och begränsar därmed sitt krav på hög kvalitet av grafen. Ansökan.