Použitie ultrazvukom pre disperziu grapénu

Chemická metóda najskôr oxiduje grafit na oxid grafitu oxidačnou reakciou a zvyšuje rozstup vrstvy zavedením funkčnej skupiny obsahujúcej kyslík na uhlíkové atómy medzi grafitovou vrstvou a vrstvou, čím sa oslabuje interakcia medzi vrstvami.

Bežná oxidácia

Metódy zahŕňajú Brodieho metódu, Staudenmaierovu metódu a Hummersovu metódu [40]. Princíp spočíva v tom, že grafit sa najskôr spracuje silnou kyselinou.

Potom pridajte silné oxidačné činidlo na oxidáciu.

Oxidovaný grafit sa formuje na oxid grafén ultrazvukovou exfolizáciou a potom sa pridá redukčné činidlo na redukciu, čím sa získa grafen.

Bežne používané redukčné činidlá sú hydrazínhydrát, NaBH4 a silná alkalická ultrazvuková redukcia. NaBH4 je drahá kvôli jeho vysokej cene a ľahko si zachováva prvky B.

Ultrazvuková redukcia silných báz je jednoduchá a šetrná k životnému prostrediu, ale je ťažké úplne obnoviť a po redukcii zvyčajne existuje veľké množstvo funkčných skupín obsahujúcich zvyškový kyslík.

Preto sa lacnejší hydrazínový hydrát všeobecne používa na redukciu oxidu grafitu. Výhodou redukcie hydrátu hydrazínu je, že redukčná kapacita je silná a hydrát hydrazínu sa ľahko odparí a v produkte nezostávajú žiadne nečistoty. Pri redukčnom procese sa zvyčajne pridáva vhodné množstvo amoniakovej vody, na jednej strane sa zvyšuje redukčná kapacita hydrazínhydrátu.

Na druhej strane môže byť povrch grafénu vzájomne odpudzovaný v dôsledku záporného náboja, čím sa znižuje aglomerácia grafénu.

Príprava grafenu vo veľkom meradle sa dá dosiahnuť chemickým redoxom a disperzia medziproduktu grafénového vo vode je lepšia.

Je ľahké realizovať modifikáciu a funkcionalizáciu grafénu, preto sa táto metóda často používa pri výskume kompozitných materiálov a skladovania energie. Ale kvôli oxidácii,

Neprítomnosť niektorých atómov uhlíka v ultrazvukovom procese a zvyšok funkčných skupín obsahujúcich kyslík počas procesu redukcie často spôsobujú, že výsledný grafén obsahuje viac defektov, znižuje jeho vodivosť a tým obmedzuje jeho požiadavku na vysokú kvalitu grafenu. Aplikácie.