Grafen, sp2 hibrid modunda karbon atomlarının yakından karıştırılmasıyla oluşturulan petek yapılı iki boyutlu kafes yapılı bir lamelli nano malzemedir. 2004 yılında keşfedilmesinden bu yana, grafen mükemmel fiziksel ve kimyasal özellikleri ile araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Fiziksel kimya, malzeme enerjisi, yaşam bilimleri ve bilgi teknolojisi alanlarında hızla araştırma alanı haline geldi. Graphene'in özel monoatomik katmanlı yapısı, çok geniş bir spesifik yüzey alanı verir ve sp2 hibridizasyonu, birçok harika özellik ve mükemmel fizikokimyasal özellikler sunar. Mekanik özellikler açısından yüksek mukavemete ve yüksek modüle sahiptir; termal özelliklerde, yüksek termal iletkenliğe sahiptir; elektriksel özellikleri bakımından yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir. Ek olarak, Graphene, aşağıdaki gibi bazı özel özelliklere de sahiptir: Graphene, oda sıcaklığında kuantum Hall etkisine ve ferromanyetizmaya sahiptir.
Grafen keşfedildiğinden beri, bilimsel araştırmacılar grafeni farklı yöntemlerle hazırlamaya çalışıyorlar. Şu anda, hazırlama ilkesine göre, fiziksel yöntemlere ve kimyasal yöntemlere ayrılabilir. Fiziksel yöntem, yani mekanik soyma yöntemi, ayrıca bir mikro mekanik soyma yöntemine ve bir çözücü soyma yöntemine bölünebilir. Kimyasal yöntemler temel olarak bir grafit oksit indirgeme yöntemi, bir termal ayrışma SiC yöntemi ve bir kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi içerir.
Günümüzde, üç boyutlu grafenin hazırlanması araştırmacılardan büyük ilgi görmüştür. Üç boyutlu grafen genellikle hidrotermal çözücü yöntemiyle sentezlenir. Bu işlemde, grafit oksidi belirli bir sıcaklıkta azaltmak için çözücüye bir indirgeyici madde eklenir, böylece sentezlenen grafen düşük kristallik ve hacim küçülmesine sahiptir. Düğümlenme eğilimli ve verim yüksek değil. Üç boyutlu grafen elde etmek için dondurularak kurutma grafiğinin bir yöntemi de rapor edilmiştir, ancak grafen bir çözücü içinde kolayca çözülmez ve bu nedenle topaklaşma meydana gelir.
Buluş, donma kurutma yöntemiyle süngerimsi grafen hazırlamak için bir yöntem sağlar. Metot ile elde edilen grafen gözenekli ve geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir, üç boyutlu bir sünger şekline, düşük yoğunluklu, ultra hafif ve stabil bir yapıya sahiptir ve Adsorpsiyon malzemeleri olarak kullanılabilir ve kompozit malzemeler uygulamayı genişletir.
Grafen donma kurutma ekipmanı
1. Dondurulmuş kurutma yöntemiyle süngerimsi grafen hazırlamak için bir yöntem olup, aşağıdakileri içerir:
(1) Hammaddenin bir buz banyosunda ultrasonik karışımı
15-60 dakika içinde buz banyosu ultrasonik konsantre H2SO4'e doğal grafit ekleyin, sonra NaN03 ekleyin, sonra 15-60 dakika içinde potasyum permanganat KMn04 ekleyin, 15-60 dakika içinde potasyum permanganat eklenmesini bekleyin, reaksiyonu başlatın, 0.5-1 saat, sıcaklığın sağlanması sistemin karma bir çözelti elde etmek için 10 ℃'dan yüksek olmaması;
(2) Hammaddenin bir su banyosunda oksidasyonu
Yukarıdaki karışım, 0.5-1.5 saat boyunca 30-35 ° C'de bir su banyosunda karıştırılır, karışıma deiyonize su ilave edilir, 95-100 ° C'ye ısıtılır, karıştırmaya 20-30 dakika devam edilir, daha sonra deiyonize su ve hidrojen peroksit Çözelti parlak sarıya dönene kadar eklenir, kabarcık üretilmez (grafit oksit elde etmek için) ve sonra ayrılır, yıkanır, dondurularak kurutulur ve süngerimsi grafen elde etmek için düşük basınçlı ısı sıyırma işlemine tabi tutulur. Aşama (1) 'deki doğal grafit, konsantre H2S04, NaN03 ve potasyum permanganat KMn04 oranı 2g: 50ml: 1g: 7g'dir, yani hafif bir KMn04 ve konsantre H2S04 fazlalığı eklenir ve grafit ve KMn04 yavaş yavaş ilave edilir. konsantre edilmiş H2S04. Amaç, grafitin yeterince oksitlenmesini ve daha sonraki bir aşamada birleştirilmesini sağlamaktır.
Öncü olarak grafit oksit kullanılarak, grafit oksitin sulu çözeltisi, numunenin kabarık kalmasını sağlamak için doğrudan dondurularak kurutulur. Son olarak, süngerimsi grafit oksit, süngerimsi grafen elde etmek üzere sıyrılır ve düşük basınçlı ısı ile indirgenir. Bu süreçte sadece sıcaklık, basınç ve zaman ayarlanmalıdır. Farklı morfolojilere ve özelliklere sahip sünger grafen, diğer parametrelerle elde edilebilir ve çevre kirliliğini önleyen ve seri üretime ulaşmak kolay olan toksik bir kimyasal indirgeyici madde kullanılmaz.
LTPM ÇİN üreticileri grafen donmuş durumda!
Grafen hazırlanmasında liyofilizatörlerin avantajları:
(1) Elde edilen grafen gözenekli ve geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir, üç boyutlu bir sünger şekli sergiler, düşük yoğunluğa sahiptir, ultra hafif ve yapısal olarak stabildir ve bir adsorban madde ve bileşik bir materyal olarak kullanılabilir. uygulama beklentisini genişletmek;
(2) Vakum dondurma kurutma ve düşük basınçlı ısı sıyırma indirgeme aşamalarının reaksiyon parametrelerini değiştirerek, üç boyutlu süngerimsi grafenin makroskopik şekli, mikro yapısı, iletkenliği ve adsorpsiyon özellikleri değiştirilebilir;
(3) Hazırlık işlemi basit, kullanımı kolay ve hazırlama döngüsü kısa, hızlı ve verimli;
(4) Kullanılan hammaddeler geniş ölçüde kaynaklıdır ve düşük maliyetlidir. Çevre dostu ve enerji verimlidir ve uygulanabilir.
LTPM CHINA tarafından üretilen liyofilize beyaz grafen olgusu
