石墨烯剝離是采用砂磨機(jī) 镀钓，超聲波凤瘦，研磨分散着憨，還是高壓均質(zhì)機(jī)

閱讀次數(shù)：3273    發(fā)布時(shí)間：2022/12/8 9:03:12

   石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料述召。石墨烯目是世上薄卻也是堅(jiān)硬的納米材料朱转，幾乎透明，只吸收2.3%的光积暖；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m藤为，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/Vs夺刑，又比納米碳管或硅晶體高缅疟，而電阻率只約10-8Ω/m琼梆，比銅或銀更低，為世上電阻率小的材料（摘自維基百科）窿吩。

石墨烯的主要合成方案

1）機(jī)械剝離法

2）化學(xué)氣相沉積法（CVD）

3）氧化-還原法

　　氧化-還原法是指將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨（GO），經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯错览，然后加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團(tuán)后得到石墨烯纫雁。氧化-還原法制備成本較低容易實(shí)現(xiàn)，成為生產(chǎn)石墨烯的主流方法倾哺。但是該方法所產(chǎn)生的廢液對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重轧邪，所制備的石墨烯一般都是多層石墨烯或者石墨微晶而非嚴(yán)格意義上的石墨烯，并且產(chǎn)品存在缺陷而導(dǎo)致石墨烯部分電學(xué)和力學(xué)性能損失羞海。

4）溶劑剝離法

　　溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中形成低濃度的分散液忌愚，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，溶劑插入石墨層間却邓，進(jìn)行層層剝離而制備出石墨烯硕糊。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯腊徙。缺點(diǎn)是成本較高并且產(chǎn)率很低简十，工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。

　　當(dāng)然撬腾，石墨烯的制備方法還有溶劑熱法螟蝙、高溫還原、光照還原民傻、外延晶體生長(zhǎng)法胰默、微波法、電弧法漓踢、電化學(xué)法等牵署，這些方法都不及上述四種方法普遍。

　　不要混淆Ｐ�半。碟刺。∵�原氧化石墨烯薯酝，即RGO半沽。一般來說，氧化石墨烯是由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化吴菠，然后再經(jīng)過化學(xué)還原或者熱沖擊還原得到者填。目市場(chǎng)上所謂的“石墨烯”絕大多數(shù)都是通過氧化-還原法生產(chǎn)的氧化石墨烯，石墨片層數(shù)目不等做葵，表面存在大量的缺陷和官能團(tuán)占哟，無論是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性還是機(jī)械性都跟獲得諾貝爾獎(jiǎng)的石墨烯是兩回事。嚴(yán)格意義上而言榨乎，它們并不能稱為“石墨烯”怎燥。

   制備石墨烯的方法有很多。但歸納起來兩大類蜜暑，一類是從大往小做铐姚，也叫自上而下法。例如肛捍，以石墨為原料隐绵，通過膠帶粘貼、氧化還原拙毫、液相插層和機(jī)械剝離等手段破壞石墨晶體的長(zhǎng)程有序堆疊依许，得到單層或少數(shù)幾層的石墨烯。另一類是從小往大長(zhǎng)缀蹄，也叫自下而上法峭跳。例如，以含碳小分子等為驅(qū)體缺前，采用化學(xué)氣相沉積坦康、外延生長(zhǎng)和有機(jī)合成等方法將碳素組裝成石墨烯。

   當(dāng)相對(duì)成熟的技術(shù)分別是诡延，以氧化還原和液相插層為代表的大規(guī)模粉體滞欠，和以化學(xué)氣相沉積為代表的大面積薄膜。兩者生產(chǎn)工藝不同肆良，而產(chǎn)品應(yīng)用域也基本不重疊筛璧。者通常以重量來計(jì)，可達(dá)公斤至噸惹恃，產(chǎn)品剝離效率高夭谤、比表面積大、成本低巫糙，但缺陷多朗儒、可控性差，一般用作鋰電池和超電容器電導(dǎo)電填料参淹，或用于塑料醉锄、油墨、涂料浙值、金屬和陶瓷等多種基體的增強(qiáng)或功能填料恳不，形成納米復(fù)合材料。而后者通常以面積來計(jì)量开呐，依托其高透光率和面向電導(dǎo)率烟勋，通常作為透明電用于觸摸屏和光伏等域规求。

   對(duì)于第二點(diǎn)，我想大家談的比較多了卵惦，這是產(chǎn)品出路和價(jià)值體現(xiàn)的問題阻肿，非常關(guān)鍵，但也很難沮尿。作為一種新材料丛塌，石墨烯的十年屬于應(yīng)用發(fā)散期，即大家認(rèn)為石墨烯幾乎是萬(wàn)能的蛹找，然后在不同域嘗試應(yīng)用，是在做加法哨坪。目庸疾，我們已步入應(yīng)用集中期，要開始做減法了当编，因?yàn)榇蟛糠譂撛趹?yīng)用在實(shí)踐中被證實(shí)并無實(shí)用價(jià)值届慈，或是技術(shù)上，或是商業(yè)上忿偷。在這個(gè)階段金顿，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互動(dòng)非常必要。我們必須面向用戶進(jìn)行二次開發(fā)鲤桥，去解決分散和成型等共性技術(shù)難題揍拆，讓石墨烯更接“地氣”。終交給用戶的茶凳，不僅是高品質(zhì)的材料嫂拴，還有配套的應(yīng)用解決方案，也就是solution贮喧。

   有可能你會(huì)問 筒狠，一般國(guó)內(nèi)做碳管或者石墨烯會(huì)用砂磨機(jī)或者球磨機(jī)，超聲波分散機(jī)" >分散機(jī)等等箱沦？ 球磨機(jī)或者砂磨機(jī)他們偏重研磨炸會(huì)破壞他們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)辩恼。我們的研磨分散機(jī)偏重分散剝離 。超聲波不適合工業(yè)化生產(chǎn)谓形，只是作為一種輔助分散灶伊。

高壓均質(zhì)機(jī) 

高剪切均質(zhì)機(jī)與高壓均質(zhì)機(jī)作用的區(qū)別： 

名稱	高剪切均質(zhì)機(jī)	高壓均質(zhì)機(jī)
原料要求	粉狀物、塊狀料或水果可直接投入	必須先將物料融化混合為流體后方可均質(zhì)
易損耗件	兩年內(nèi)無需更換配件寒跳，無易損件	均質(zhì)閥谁帕、密封件使用兩、三個(gè)月便需要經(jīng)常更換
生產(chǎn)操作	靈活冯袍、簡(jiǎn)便匈挖、無需人操作	需人操作碾牌、調(diào)節(jié)
耗能	耗電量為高壓均質(zhì)機(jī)的1/3	耗電量高，能源浪費(fèi)
適應(yīng)范圍	適用范圍廣	不適宜高粘度的物料
酸堿性	適應(yīng)性強(qiáng)	適應(yīng)性弱
均質(zhì)效果	均質(zhì)細(xì)度可達(dá)1μm以下儡循，穩(wěn)定性好	均質(zhì)細(xì)度小舶吗，穩(wěn)定性好。不過在某些行業(yè)效果較差
綜合效果	混料择膝、殺菌誓琼、均質(zhì)同時(shí)完成	只能單獨(dú)均質(zhì)用
清洗方法	自動(dòng)清洗	清洗復(fù)雜

高剪切均質(zhì)機(jī)與高壓均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)機(jī)理的比較：

比較		高剪切均質(zhì)機(jī)	高壓均質(zhì)機(jī)
宏觀 均質(zhì) 機(jī)理	剪切作用	主要通過液滴在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子間的間隙內(nèi)被剪切，以及由此間隙和轉(zhuǎn)子——定子上小孔射流的綜合效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)肴捉。	料液在高壓下流過縫隙時(shí)腹侣，液滴先是被延伸，后因通過閥時(shí)的渦動(dòng)作用齿穗，使延伸部分剪切拉碎傲隶。
	撞擊作用	高速旋轉(zhuǎn)的液滴受慣性離心力的推動(dòng)，具有大的沖擊力窃页，因而產(chǎn)生撞擊作用跺株。	在均質(zhì)閥縫隙中高速?zèng)_出的液流出口處置有擋圈，因而產(chǎn)生高速撞擊作用脖卖。
	空穴作用	離心力的作用使未進(jìn)入環(huán)隙時(shí)的液體具有一定壓力乒省，而進(jìn)入環(huán)隙后成為高速旋轉(zhuǎn)液流，液體離開定子小孔后壓力又回升畦木，所以也有一定的空穴效應(yīng)	液流進(jìn)口處?kù)o壓很高袖扛，過狹縫時(shí)，靜壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能十籍，壓力迅速大幅度地下降攻锰，在其縫隙內(nèi)瞬時(shí)引起空穴現(xiàn)象，離開縫隙后壓力的回升又使空穴消失妓雾，因而使液滴破碎
微觀 均質(zhì) 機(jī)理		高剪切均質(zhì)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的液滴流動(dòng)狀況相當(dāng)復(fù)雜娶吞，主要受控于作用在液滴表面不斷變化的流動(dòng)速度和由此產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力，從而發(fā)生了分裂液滴的張力械姻，使液滴破裂妒蛇。	高壓均質(zhì)機(jī)提供給液滴破裂的能量來自于料液在進(jìn)口處攜帶的高靜壓能。

   目國(guó)內(nèi)常用的剪切式均質(zhì)機(jī)線速度多為10～ 25m/ s楷拳。實(shí)踐證明其均質(zhì)效果并不理想绣夺。高剪切均質(zhì)機(jī)指線速度達(dá)到30～40m/ s 的剪切式均質(zhì)機(jī), 其主要工作部件為1 或多相互嚙合的定轉(zhuǎn)子, 每定轉(zhuǎn)子又有數(shù)層齒圈。

研磨：利用剪切力（shear force）欢揖、摩擦力或沖擊力（impactforce）將粉體由大顆粒粉碎剝離成小顆粒陶耍。

分散：納米粉體被其所添加溶劑、助劑她混、分散劑烈钞、樹脂等包覆住泊碑，以便達(dá)到顆粒全部被分離（separating）、潤(rùn)濕（wetting）毯欣、分布（distributing）均勻及穩(wěn)定（stabilization）目的馒过。

在做納米粉體分散或研磨時(shí)，因?yàn)榉垠w尺度由大變小的過程中酗钞，范德華力及布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象逐漸明顯且重要腹忽。選擇適當(dāng)助劑以避免粉體再次凝聚及選擇適當(dāng)?shù)难心�機(jī)來控制研磨漿料溫度以降低或避免布朗運(yùn)動(dòng)影響，是濕法研磨分散方法能否成功地得到納米粉體研磨及分散關(guān)鍵技術(shù)砚作。
   納米研磨分散機(jī)是由膠體磨,分散機(jī)組合而成的高科技產(chǎn)品窘奏。 

   先由具有精細(xì)度遞升的多鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離葫录。在增強(qiáng)的流體湍流下着裹，凹槽在每都可以改變方向。

   第二由轉(zhuǎn)定子組成压昼。分散頭的設(shè)計(jì)也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要求冷。在線式的定子和轉(zhuǎn)子（乳化頭）和批次式機(jī)器的工作頭設(shè)計(jì)的不同主要是因?yàn)樵趯?duì)輸送性的要求方面瘤运，特別要引起注意的是：在粗精度窍霞、中等精度、細(xì)精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是轉(zhuǎn)子齒的排列拯坟，還有一個(gè)很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣但金。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉(zhuǎn)子工作頭的不同功能郁季。根據(jù)以往的慣例冷溃，依據(jù)以的經(jīng)驗(yàn)來選取相應(yīng)的工作頭來滿足一個(gè)具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下梦裂，機(jī)器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的似枕，因而它對(duì)制造出終產(chǎn)品是很重要。當(dāng)不確定一種工作頭的構(gòu)造是否滿足預(yù)期的應(yīng)用年柠。

CMD2000系列的線速度很高凿歼，剪切間隙非常小，這樣當(dāng)物料經(jīng)過的時(shí)候冗恨，形成的摩擦力就比較劇烈答憔，結(jié)果就是通常所說的濕磨。定轉(zhuǎn)子被制成圓椎形掀抹，具有精細(xì)度遞升的多鋸齒突起和凹槽虐拓。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強(qiáng)的流體湍流下傲武，凹槽在每都可以改變方向蓉驹。高質(zhì)量的表面拋光和結(jié)構(gòu)材料城榛，可以滿足不同行業(yè)的多種要求。

原創(chuàng)作者：上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司