微射流高壓均質(zhì)法在石墨烯制備中的應用

　　石墨烯的力、熱、光、電、磁等特性，使其在微電子、生物傳感器、儲能材料和復合材料領域有著巨大的應用潛力。
 

　　機械法進行石墨烯剝離，相比其他化學方法制備的石墨烯具有更少的缺陷，結(jié)構(gòu)也較為完整。本文將簡介微射流高壓均質(zhì)法在石墨烯制備中的應用。
 

　　主要儀器與原料：
 

　　微斯特科技(蘇州)有限公司W(wǎng)ST-NANO
 

　　客戶寄來的石墨原料樣品
 

　　預實驗步驟與結(jié)果：
 

　　1)分裝混勻后的原料樣品2份至2只樣品瓶中，每份20ml；
 

　　2)選用安裝F140Y-RT金剛石交互容腔，并連接微射流高壓均質(zhì)機與實時冷卻系統(tǒng)；
 

　　3)對照組不做處理，實驗組20,000psi均質(zhì)反應10次；
 

　　4)處理后樣品與對照組外觀觀察
 

均質(zhì)處理前(左)，微射流高壓均質(zhì)處理后(右)
 

　　微射流高壓均質(zhì)處理后的樣品像安慕希酸奶的狀態(tài)，流動性低，粘度大，右燒杯可見牢固掛杯口的1滴樣品。處理后樣品體積變大，相同反應次數(shù)下，反應壓力越大樣品體積膨脹越大。另外樣品傾斜觀測，對照組流動性大，實驗組傾斜后掛壁嚴重。
 

　　5)樣品微觀形態(tài)觀察
 

電鏡照片
 

　　微射流高壓均質(zhì)原理：
 

　　1)微射流高壓均質(zhì)機由動力單元和均質(zhì)核心(金剛石交互容腔)組成。
 

　　Y型金剛石交互容腔具有固定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，石墨液體經(jīng)過加壓后，經(jīng)過百微米級的孔道形成超音速射流(可達1000m/s-1500m/s)，在Y型金剛石交互容腔內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的剪切、碰撞、空穴以及對射作用(與單流道不同的是，雙股射流對射瞬間相對速度加倍，產(chǎn)生對射爆炸效應)。對射流的應用，充分利用物料間的相互碰撞，大大降低了物料對交互容腔腔體的磨損、剪切，延長了腔體試用壽命；微射流高壓均質(zhì)技術(shù)集合了微射流、撞擊流和傳統(tǒng)高壓均質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢于一體，具有更高的均質(zhì)效率。