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高壓微射流法剝離石墨烯

上海奧法美嘉生物科技有限公司 2020-01-06 | 閱讀：2228

石墨烯自從被發(fā)現(xiàn)后便在各個領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的案例逐步增加,，對于其基礎(chǔ),、應(yīng)用的研究以及制備方法也成為了大家關(guān)注的焦點。

各主流百科對石墨烯的定義是：石墨烯是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,。簡言之,，石墨烯的前身為石墨，可以想象石墨由諸多單層碳原子堆疊而成,，那么石墨烯則是從石墨材料中剝離出來的單層碳原子材料,。

由于其具備優(yōu)異的光、電,、力,、熱傳導(dǎo)性能以及相當高的電荷載流子遷移率，特殊穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)所帶來的機械強度及柔韌性等常規(guī)材料所不具備的物理特性,，石墨烯甚至被認為是一種“革命性”的材料,。

科學(xué)家們嘗試了各類制備石墨烯的方法，如機械剝離法,、氧化還原法,、外延生長法、化學(xué)氣相沉積法等等,，每種方法各有利弊,。近年來使用高壓均質(zhì)法制備石墨烯的應(yīng)用正被開發(fā)出來，而高壓微射流均質(zhì)機又憑借著其穩(wěn)定的處理流量,、超高剪切力等工藝特性,，使得制備出的成品質(zhì)量高、缺陷少,、同時成本較為低廉,。

在使用高壓微射流均質(zhì)法制備時，首先將石墨烯進行一定的處理并加入分散劑形成液態(tài)漿料,，分散后的石墨漿料經(jīng)過高壓柱塞泵的加壓后獲得極大的流速,，隨后漿料通過微米級別的金剛石交互容腔,，在其中流經(jīng)“Z”型的微管通道后出料完成均質(zhì)。

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漿料流經(jīng)均質(zhì)腔體時,，因孔徑的迅速減小使得流體受到超高剪切力,，隨后流體在均質(zhì)腔內(nèi)部發(fā)生強烈碰撞并流出均質(zhì)腔，加上此過程的強烈碰撞力及壓力降帶來的空穴效應(yīng),，使得石墨層之間產(chǎn)生晶面的水平錯位和滑移,，經(jīng)過數(shù)次甚至數(shù)十次的循環(huán)均質(zhì)處理后，產(chǎn)品絕大多數(shù)組分最終被剝離得到1~10層的石墨烯,。

此方法另一核心亮點在于：漿料本身的高速移動帶來的是石墨的逐層剝離,，可有效防止傳統(tǒng)機械剝離對石墨烯晶體結(jié)果的破壞，在得到少層石墨烯的同時又較好保護了石墨烯晶格的完整性,。