Grafen je dvodimenzionalna rešetkasta nano-materiala satov, ki nastane s tesnim mešanjem ogljikovih atomov v sp2 hibridnem načinu. Graphene je od svojega odkritja leta 2004 pritegnil pozornost raziskovalcev s svojimi odličnimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi. Hitro je postala raziskovalna točka na področju fizične kemije, materialne energije, znanosti o življenju in informacijske tehnologije. Grapheneova posebna monoatomska večplastna struktura ji daje zelo veliko specifično površino, sp2 hibridizacija pa ji daje številne čudovite lastnosti in odlične fizikalno-kemijske lastnosti. Glede mehanskih lastnosti ima visoko trdnost in visok modul; v toplotnih lastnostih ima visoko toplotno prevodnost; glede električnih lastnosti ima visoko električno prevodnost. Poleg tega ima Graphene nekatere posebne lastnosti, kot so: Graphene ima kvantni Hallov učinek in feromagnetnost pri sobni temperaturi.
Od odkritja grafena si znanstveni raziskovalci prizadevajo pripraviti grafen z različnimi metodami. Trenutno ga lahko po načelu priprave razdelimo na fizikalne in kemične metode. Fizikalno metodo, to je metodo mehanskega pilinga, lahko nadalje razdelimo na mikro-mehanski piling in metodo topila s pilingom. Kemične metode večinoma vključujejo metodo redukcije grafitnega oksida, toplotno razkrojno SiC metodo in kemično nanašanje hlapov (CVD).
Danes je priprava tridimenzionalnega grafena pritegnila veliko zanimanja raziskovalcev. Tridimenzionalni grafen se običajno sintetizira po metodi hidrotermalni topilo. Pri tem postopku se topilu doda reducirno sredstvo za zmanjšanje grafitnega oksida pri določeni temperaturi, tako da ima sintetizirani grafen nizko kristalnost in volumsko krčenje. Nagnjen je k vozliranju in donos ni visok. Poročali so tudi o metodi liofilizacijskega grafena za pridobitev tridimenzionalnega grafena, vendar se grafen ne raztopi v topilu in tako pride do aglomeracije.
Izum zagotavlja postopek za pripravo spužvastega grafena s postopkom liofilizacije. Grafen, pridobljen s postopkom, je porozen in ima veliko specifično površino, ima tridimenzionalno obliko gobice, nizko gostoto, ultralahko in stabilno strukturo in se lahko uporablja kot adsorpcijski materiali in kompozitni materiali.
Graphene oprema za sušenje zamrzovalnika
Postopek za pripravo spužvastega grafena po metodi liofilizacije, ki obsega:
(1) Ultrazvočno mešanje surovin v ledeni kopeli
Dodajte naravni grafit ultrazvočni koncentrirani H2SO4 v 15-60 minutah, nato dodajte NaNO3, nato v 15-60 minutah dodajte kalijev permanganat KMnO4, počakajte, da se doda kalijev permanganat, začnite reakcijo, 0,5-1h, zagotovite, da bo temperatura sistem ni višji od 10 ℃, da dobimo mešano raztopino;
(2) Oksidacija surovin v vodni kopeli
Zgornjo mešanico mešamo 0,5-1,5 ure v vodni kopeli pri 30-35 ° C, zmesi dodamo deionizirano vodo, segrejemo na 95-100 ° C, mešamo še 20-30 min, nato deionizirano vodo in vodikov peroksid dodajamo, dokler se raztopina ne obarva rumeno, ne nastanejo mehurčki (da dobimo grafitni oksid), nato pa jih ločimo, operemo, zmrznemo in podvržemo toplotnemu odstranjevanju nizkega tlaka, da dobimo gobast grafen. Razmerje naravnega grafita, koncentriranega H2SO4, NaNO3 in kalijevega permanganata KMnO4 v koraku (1) je 2g: 50ml: 1g: 7g, to je rahel presežek KMnO4 in koncentriranega H2SO4, grafita in KMnO4 pa počasi dodajamo koncentrirani H2SO4. Namen je zagotoviti, da se grafit pozneje dovolj oksidira in interkalira.
Če uporabimo grafitni oksid kot predhodnik, vodno raztopino grafitnega oksida neposredno zmrznemo, tako da vzorec ostane puhast. Na koncu se gobčni grafitni oksid odstrani in zmanjša z nizkotlačno toploto, da nastane gobast grafen. V tem procesu je treba prilagoditi samo temperaturo, tlak in čas. Gobji grafen z različnimi morfologijami in lastnostmi je mogoče dobiti z drugimi parametri, zato se ne uporablja strupenih reduktorjev, ki preprečujejo onesnaževanje okolja in je enostavno doseči množično proizvodnjo.
Proizvajalci LTPM KITAJSKO zmrznjeno posušeno grafen!
Prednosti liofilizatorjev za pripravo grafena:
(1) Dobljeni grafen je porozen in ima veliko specifično površino, ima tridimenzionalno obliko gobice, ima majhno gostoto, je ultra lahek in strukturno stabilen ter se lahko uporablja kot adsorbenten in kompozitni material. razširitev možnosti uporabe;
(2) s spreminjanjem reakcijskih parametrov stopenj redukcije toplotnega sušenja in nizkotlačnega toplotnega odstranjevanja se lahko spremenijo makroskopska oblika, mikrostruktura, prevodnost in adsorpcijske lastnosti tridimenzionalnega spužvastega grafena;
(3) Postopek priprave je preprost, enostaven za upravljanje, cikel priprave pa je kratek, hiter in učinkovit;
(4) Uporabljene surovine so široko pridobljene in imajo nizke stroške. Je okolju prijazen in energetsko učinkovit in ga je mogoče uporabiti.
Primer liofiliziranega belega grafena, ki ga proizvaja LTPM KITAJSKA
