石墨烯分散
石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,真苟完美的二维晶体结构,色的晶格是由六个碳原子围成的六边形,是构建其它维数碳质材料的基本单元。
石墨烯可以分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
石墨烯具有卓越而独特的电学、光学、力学、化学性能,因此在诸多领域展现出宽广的应用前景
具体应用方向有:
石墨烯应用难点
石墨烯材料难以在其他基体中分散,是制约其大规模应用的难点,片状结构,分子间力,相容性问题,使得石墨烯难以分散
一,分散剂和表面活性剂的选择:一般制备石墨烯分散液会用到的分散剂是水,NMP,DMF这三种,表面活性剂则与碳纳米管的表面活性剂可以归为一个方向:PVP,SDS,SDBS等。大部分的研究者都不会添加过多的表面活性剂,但是表面活性剂不足会影响产品稳定性,所以一般添加量为0.5-1%,大部分为0.5%左右
二,分散设备的选择:分散设备有高压均质机,超声波分散机,高速剪切机,胶体磨,锆珠磨等,这些设备在帮助石墨烯稳定分散上都有一定的作用,但是单靠一种设备,很难达到既能量产,又能高质量的双面要求
案例分析
实验设备:NF-3超高压均质机,低温循环水域,MBL50高剪切分散机
溶剂:纯水
固含量:1.5%
表面活性剂:(PVP)
实验过程:用MBL50分散机开机状态下,将粉体加入纯水中,达到比例后,继续用分散机分散30分钟。在石墨烯溶液粘度较小之后,用NF-3高压均质机1500bar处理十次
实验目的:将团聚的石墨烯分散为少层或单层石墨烯,并能稳定存放
实验步骤:
1.将水称量完毕之后,用MBL50高速分散机机剪切水相,并加入表面活性剂
2.将称量好的石墨烯粉体逐渐加入水中,待添加完毕后,继续剪切分散50分钟左右
3.观察到溶液粘度明显降低后,开始均质处理
实验现象:
1.在石墨烯粉体添加完毕之后,继续剪切可以降低石墨烯溶液粘度,这说明高速分散机对石墨烯分散液的分散是有一定帮助的.
2.高压均质一次后,样品粘度明显增加,石墨烯分散开之后,体积增大
3.最终均质完成之后,样品表面有一定反光度和亮度,刮涂实验无肉眼可见颗粒
结论:在NF-3高压均质和MBL50高速分散机的共同作用下,石墨烯已经达到良好的分散效果!
不同种类的石墨烯,所需均质压力、均质次数、控温等条件,均不同,我们将为您订制合理的均质条件,以达最理想效果。
最后附上石墨烯几个之最:
超强硬度又具有韧性,石墨烯是巳知强度最高的物质,比钻石还坚硬。
超强导电性,石墨烯是已失日电阻率最小的材料。
超薄透明,石墨烯是世上已知的最薄的材料。
超大比表面积,石墨烯只有一个碳原子厚,即0.335nm。
超高热导性,石墨烯已知的导热率最高的材料。