超聲波在石墨烯剝離方面的應(yīng)用

超聲波在石墨烯剝離方面的應(yīng)用（一）

摘要：石墨烯是最近發(fā)現(xiàn)的一種具有二維平面結(jié)構(gòu)的碳納米材料, 它的特殊單原子層 結(jié)構(gòu)使其具有許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。石墨烯的研究已經(jīng)取得了重要的進(jìn)展, 在化學(xué)電源、光電子器件和多相催化等領(lǐng)域都得到了廣泛的關(guān)注。制備的石墨氧化物均需經(jīng)過剝離、還原等步驟才能得到單層的石墨烯。剝離的方法一般用超聲剝離法,即將石墨氧化物懸浮液在一定功率下超聲一定的時(shí)間。超聲波在氧化石墨懸浮液中疏密相間地輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)量眾多的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng),而在正壓區(qū)迅速閉合，在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過程中，氣泡閉合可形成超過1.0×108Pa 個(gè)大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷產(chǎn)生的高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊石墨氧化物，使石墨氧化物片迅速剝落生成單層石墨氧化物(即石墨烯氧化物)。另外,石墨烯氧化物片的大小可以通過超聲功率的大小及超聲時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行調(diào)節(jié)。

關(guān)鍵詞：石墨烯，氧化還原法，空化效應(yīng)，超聲剝離

1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

超聲波主機(jī)縱向放置于管道式反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜支架及外罩采用不銹鋼 制作、內(nèi)部貼5cm厚的隔音棉，可降低超聲空化產(chǎn)生的噪音；超聲波驅(qū)動(dòng)電源、 觸摸屏、通訊管理機(jī)及以太網(wǎng)交換機(jī)均放置于電氣控制柜內(nèi)，電氣柜正面放置10 寸以上觸摸屏，可對(duì)基本模塊內(nèi)各單元模塊進(jìn)行單獨(dú)參數(shù)設(shè)置，如主機(jī)功率、系 統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等。在電氣控制柜面板安裝有總運(yùn)行按鈕（帶指示燈） 、急停按鈕和 報(bào)警指示燈，整體系統(tǒng)具有振子異常報(bào)警、電源異常報(bào)警、 機(jī)柜溫度異常報(bào)警， 振子工具頭磨損報(bào)警。

2. 項(xiàng)目控制系統(tǒng)要求及技術(shù)指標(biāo)

3. 項(xiàng)目應(yīng)用體會(huì)

    本設(shè)備采用杭州國(guó)彪超聲設(shè)備有限公司生產(chǎn)的智能數(shù)控超聲波GBS-UEC203A設(shè)備，通過系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)達(dá)到用戶要求。此系統(tǒng)具有自動(dòng)開機(jī)頻率搜索，運(yùn)行過程中自動(dòng)跟蹤頻率，功率可調(diào)整等，如果設(shè)備出現(xiàn)問題可以及時(shí)斷電，避免對(duì)整體控制系統(tǒng)造成影響。整個(gè)設(shè)備操作方面，無(wú)需設(shè)備開機(jī)前進(jìn)行設(shè)置，全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。