石墨烯分散
石墨烯(Graphene)是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料,真苟完美的二維晶體結構,色的晶格是由六個碳原子圍成的六邊形,是構建其它維數碳質材料的基本單元。
石墨烯可以分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。
石墨烯具有卓越而獨特的電學、光學、力學、化學性能,因此在諸多領域展現出寬廣的應用前景
具體應用方向有:
石墨烯應用難點
石墨烯材料難以在其他基體中分散,是制約其大規模應用的難點,片狀結構,分子間力,相容性問題,使得石墨烯難以分散
一,分散劑和表面活性劑的選擇:一般制備石墨烯分散液會用到的分散劑是水,NMP,DMF這三種,表面活性劑則與碳納米管的表面活性劑可以歸為一個方向:PVP,SDS,SDBS等。大部分的研究者都不會添加過多的表面活性劑,但是表面活性劑不足會影響産品穩定性,所以一般添加量為0.5-1%,大部分為0.5%左右
二,分散設備的選擇:分散設備有高壓均質機,超聲波分散機,高速剪切機,膠體磨,锆珠磨等,這些設備在幫助石墨烯穩定分散上都有一定的作用,但是單靠一種設備,很難達到既能量産,又能高質量的雙面要求
案例分析
實驗設備:NF-3超高壓均質機,低溫循環水域,MBL50高剪切分散機
溶劑:純水
固含量:1.5%
表面活性劑:(PVP)
實驗過程:用MBL50分散機開機狀态下,将粉體加入純水中,達到比例後,繼續用分散機分散30分鐘。在石墨烯溶液粘度較小之後,用NF-3高壓均質機1500bar處理十次
實驗目的:将團聚的石墨烯分散為少層或單層石墨烯,并能穩定存放
實驗步驟:
1.将水稱量完畢之後,用MBL50高速分散機機剪切水相,并加入表面活性劑
2.将稱量好的石墨烯粉體逐漸加入水中,待添加完畢後,繼續剪切分散50分鐘左右
3.觀察到溶液粘度明顯降低後,開始均質處理
實驗現象:
1.在石墨烯粉體添加完畢之後,繼續剪切可以降低石墨烯溶液粘度,這說明高速分散機對石墨烯分散液的分散是有一定幫助的.
2.高壓均質一次後,樣品粘度明顯增加,石墨烯分散開之後,體積增大
3.最終均質完成之後,樣品表面有一定反光度和亮度,刮塗實驗無肉眼可見顆粒
結論:在NF-3高壓均質和MBL50高速分散機的共同作用下,石墨烯已經達到良好的分散效果!
不同種類的石墨烯,所需均質壓力、均質次數、控溫等條件,均不同,我們将為您訂制合理的均質條件,以達最理想效果。
最後附上石墨烯幾個之最:
超強硬度又具有韌性,石墨烯是巳知強度最高的物質,比鑽石還堅硬。
超強導電性,石墨烯是已失日電阻率最小的材料。
超薄透明,石墨烯是世上已知的最薄的材料。
超大比表面積,石墨烯隻有一個碳原子厚,即0.335nm。
超高熱導性,石墨烯已知的導熱率最高的材料。