Ultrahangos felhasználás a grafén diszperzióhoz

A kémiai módszer először oxidálja a grafitot a grafit-oxidra oxidációs reakcióval, és növeli a rétegek térközét oly módon, hogy oxigéntartalmú funkciós csoportot visz át a szénatomokon a grafitréteg és a réteg között, ezáltal gyengítve a rétegek közötti kölcsönhatást.

Közös oxidáció

A módszerek közé tartozik a Brodie-módszer, a Staudenmaier-módszer és a Hummers-módszer [40]. Az alapelv az, hogy a grafit először erős savval kezeljük.

Ezután erős oxidálószert adjon az oxidációhoz.

Az oxidált grafitot ultrahangos hámlással grafénoxiddá alakítjuk, majd redukálószerként hozzáadjuk a redukcióhoz, ily módon grafént kapunk.

Az általánosan használt redukálószerek a hidrazin-hidrát, a NaBH4 és az erős lúgos ultrahangos redukció. A NaBH4 drága a magas ár miatt és könnyen megőrzi a B elemeket.

Az erős bázisok ultrahangos csökkentése egyszerű és környezetbarát, de nehéz teljesen helyreállítani, és a redukció után általában számos maradék oxigént tartalmazó funkciós csoport van.

Ezért az olcsóbb hidrazin-hidrátot általában a grafit-oxid csökkentésére használják. A hidrazin-hidrát-redukció előnye, hogy a redukáló kapacitás erős, és a hidrazin-hidrát könnyen elpárolog, és nincs szennyeződés a termékben. A redukciós eljárás során megfelelő mennyiségű ammónia vizet adnak hozzá, egyrészt növeli a hidrazin-hidrát redukáló kapacitását.

Másrészt a grafén felülete a negatív töltés miatt visszafordítható, így csökkentve a grafén agglomerációt.

A grafén nagymértékű előkészítése kémiai redox segítségével érhető el, és a köztitermékben lévő grafén-oxid diszperziója jobb.

Könnyen megvalósítható a grafén módosítása és funkcionalizálása, ezért ezt a módszert gyakran használják az összetett anyagok és az energiatárolás kutatásában. De az oxidáció miatt,

Az ultrahangos eljárás bizonyos szénatomjainak hiánya és az oxigéntartalmú funkcionális csoportok maradéka a redukciós folyamat során gyakran eredményezik a kapott grafén több hibát, lecsökkentve a vezetőképességét, és ezáltal korlátozza a grafén magas minőségére vonatkozó követelményt. Alkalmazás.