Graphene adalah struktur kekisi dua-dimensi sarang lebah nano-bahan lamellar yang terbentuk dengan mencampurkan atom-atom karbon yang rapat dalam mod hibrid sp2. Sejak penemuannya pada tahun 2004, graphene telah menarik perhatian penyelidik dengan ciri-ciri fizikal dan kimianya yang sangat baik. Ia telah dengan cepat menjadi hotspot penyelidikan dalam bidang kimia fizikal, tenaga bahan, sains hayat dan teknologi maklumat. Struktur berlapis monoatomik khas Graphene memberikan luas permukaan spesifik yang sangat besar, dan sp2 hibridisasi memberikan banyak sifat yang indah dan sifat fizikokimia yang sangat baik. Dari segi sifat mekanik, ia mempunyai kekuatan tinggi dan modulus yang tinggi; dalam sifat terma, ia mempunyai kekonduksian haba yang tinggi; dari segi sifat elektrik, ia mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi. Di samping itu, Graphene mempunyai beberapa sifat khas, seperti: Graphene mempunyai kesan kuantum Hall dan ferromagnetism pada suhu bilik.
Sejak penemuan graphene, penyelidik saintifik telah berusaha untuk mempersiapkan graphene dengan cara yang berbeza. Pada masa ini, mengikut prinsip penyediaan, ia boleh dibahagikan kepada kaedah fizikal dan kaedah kimia. Kaedah fizikal, iaitu kaedah mengelupas mekanikal, boleh dibahagikan lagi kepada kaedah pengupas mekanikal mikro dan kaedah pengupas pelarut. Kaedah kimia terutamanya termasuk kaedah pengurangan grafit oksida, kaedah penguraian haba SiC, dan kaedah pemendapan wap kimia (CVD).
Hari ini, penyediaan graphene tiga dimensi telah menarik minat para penyelidik. Grafena tiga dimensi biasanya disintesis oleh kaedah pelarut hidrotermal. Dalam proses ini, agen pengurangan ditambah kepada pelarut untuk mengurangkan oksida grafit pada suhu tertentu, supaya graphene yang disintesis mempunyai kekerapan rendah dan pengecutan volume. Ia terdedah kepada knotting dan hasilnya tidak tinggi. Terdapat juga dilaporkan kaedah pengeringan beku graphene untuk mendapatkan graphene tiga dimensi, tetapi graphene tidak mudah dibubarkan dalam pelarut, dan oleh itu agglomeration berlaku.
Ciptaan ini menyediakan kaedah untuk menyediakan graphene spongy dengan kaedah pengeringan beku. Grafena yang diperolehi oleh kaedah ini berliang dan mempunyai luas permukaan spesifik yang besar, mempunyai bentuk span tiga dimensi, ketumpatan rendah, struktur ultra terang dan stabil, dan boleh digunakan sebagai bahan penyerapan dan bahan komposit meluaskan aplikasi.
Peralatan pengering beku Graphene
Kaedah untuk menyediakan graphene spongy dengan kaedah pengeringan beku, yang terdiri daripada:
(1) Campuran ultrasonik bahan mentah dalam mandi ais
Tambah grafit semulajadi ke H2SO4 pekat ais ultrasonik dalam 15-60min, kemudian tambah NaNO3, kemudian tambah kalium permanganat KMnO4 dalam 15-60min, tunggu permanganat kalium ditambah, mulakan tindak balas, 0.5-1h, Pastikan suhu daripada sistem tidak lebih tinggi daripada 10 ℃ untuk mendapatkan penyelesaian campuran;
(2) Pengoksidaan bahan mentah dalam mandi air
Campuran di atas diaduk dalam air mandi pada 30-35 ℃ untuk 0.5-1.5 jam, air deionized ditambahkan ke campuran, dipanaskan hingga 95-100 ℃, kacau dilanjutkan selama 20-30 minit, kemudian air deionized dan hidrogen peroksida ditambah sehingga penyelesaiannya menjadi kuning terang, tidak ada buih yang dihasilkan (untuk mendapatkan grafit oksida), dan kemudian dipisahkan, dibasuh, dibekukan-kering, dan dikenakan pelepasan haba tekanan rendah untuk mendapatkan graphene spongy. Nisbah grafit semulajadi, H2SO4, NaNO3, dan kalium permanganat KMnO4 tertumpu pada langkah (1) ialah 2g: 50ml: 1g: 7g, iaitu sedikit lebihan KMnO4 dan H2SO4 yang terkumpul, dan grafit dan KMnO4 perlahan-lahan ditambah H2SO4 tertumpu. Tujuannya adalah untuk memastikan bahawa grafit itu cukup teroksida dan diselaraskan pada peringkat seterusnya.
Menggunakan grafit oksida sebagai pelopor, larutan akueus grafit oksida secara langsung dibekukan untuk memastikan sampel masih lembab. Akhirnya, oksida grafit halus dibuang dan dikurangkan oleh haba tekanan rendah untuk mendapatkan graphene spongy. Dalam proses ini, hanya suhu, tekanan dan masa yang perlu diselaraskan. Grafena spesis dengan morfologi dan sifat yang berbeza boleh didapati dengan parameter lain, dan tiada agen pengurangan kimia toksik digunakan, yang mengelakkan pencemaran alam sekitar dan mudah untuk mencapai pengeluaran besar-besaran.
LTPM CHINA pengeluar kes beku graphene!
Kelebihan lyophilizers untuk penyediaan graphene:
(1) Grafena yang diperolehi berliang dan mempunyai luas permukaan spesifik yang besar, mempamerkan bentuk span tiga dimensi, mempunyai ketumpatan yang rendah, ultra terang dan stabil secara struktur, dan boleh digunakan sebagai bahan penyerap dan bahan komposit, dengan itu meluaskan prospek permohonannya;
(2) Dengan menukar parameter reaksi pengeringan pembekuan vakum dan tahap pengurangan pelepasan haba yang rendah, bentuk makroskopik, mikrostruktur, kekonduksian dan sifat penjerapan grafik tiga dimensi spongy boleh diubah;
(3) Proses penyediaan adalah mudah, mudah untuk digunakan, dan kitaran penyediaan adalah pendek, pantas dan cekap;
(4) Bahan mentah yang digunakan adalah sumber yang banyak dan kos rendah. Ia mesra alam dan cekap tenaga, dan boleh digunakan.
Kesan graphene putih lyophilized dihasilkan oleh LTPM CHINA
