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簡單介紹超聲波石墨烯分散機的工作原理

閱讀:85發(fā)布時間:2023-9-11

    超聲波石墨烯分散機中石墨烯研磨分散的工作部件,磨頭定轉(zhuǎn)子的加工精度達(dá)到極細(xì),磨頭間隙在0.2-0.7mm可調(diào),分散盤定轉(zhuǎn)子間隙在0.2-0.3mm之間。如果說定轉(zhuǎn)子間隙還可以通過精密的機械加工舍不得來達(dá)到的話,那么來保證設(shè)備高轉(zhuǎn)速的機械密封就不是那么容易的了,通常國產(chǎn)工業(yè)型機械密封一般只能承受3000rpm的轉(zhuǎn)速,如果轉(zhuǎn)速硬性提高,會有損壞機封的風(fēng)險,而石墨烯研磨分散機使用的機械密封可以承受20000rpm的轉(zhuǎn)速,這樣可以大大增加了設(shè)備的剪切分散能力。
  分散頭的設(shè)計也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉(zhuǎn)子(乳化頭)和批次式機器的工作頭設(shè)計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面,特別要引起注意的是:在粗精度、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,還有一個很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。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。根據(jù)以往的慣例,依據(jù)以前的經(jīng)驗工作頭來滿足一個具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下,機器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的。
  要想更好的使用超聲波石墨烯分散機,需要先了解石墨烯是怎么合成的。
  化學(xué)氣相沉積法:主要用于制備石墨烯薄膜,高溫下甲烷等氣體在金屬襯底表面催化裂解沉積然后形成石墨烯。該方法的優(yōu)點在于可以生長大面積、高質(zhì)量、均勻性好的石墨烯薄膜,但缺點是成本高工藝復(fù)雜存在轉(zhuǎn)移的難題,而且生長出來的一般都是多晶。
  機械剝離法:利用3M的膠帶手工制備出了石墨烯,但是這種方法產(chǎn)率極低而且得到的石墨烯尺寸很小,該方法顯然并不具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。
  氧化-還原法:指將天然石墨與強酸和強氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨,經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯,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。氧化-還原法制備成本較低容易實現(xiàn),成為生產(chǎn)石墨烯的主流方法。但是該方法所產(chǎn)生的廢液對環(huán)境污染比較嚴(yán)重,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。
  溶劑剝離法:將少量的石墨分散于溶劑中形成低濃度的分散液,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,進(jìn)行層層剝離而制備出石墨烯。此方法不會像氧化-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。缺點是成本較高并且產(chǎn)率很低,工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。

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