Utilisation ultrasonique pour la dispersion de graphène

La méthode chimique oxyde d'abord le graphite en oxyde de graphite par une réaction d'oxydation et augmente l'espacement des couches en introduisant un groupe fonctionnel contenant de l'oxygène sur les atomes de carbone entre la couche de graphite et la couche, affaiblissant ainsi l'interaction entre les couches.

Oxydation commune

Les méthodes comprennent la méthode de Brodie, la méthode de Staudenmaier et la méthode de Hummers [40]. Le principe est que le graphite est d'abord traité avec de l'acide fort.

Ensuite, ajoutez un agent oxydant fort pour l'oxydation.

Le graphite oxydé est formé en oxyde de graphène par exfoliation aux ultrasons, puis ajouté avec un agent réducteur pour la réduction, obtenant ainsi du graphène.

Les agents réducteurs couramment utilisés sont l'hydrate d'hydrazine, NaBH4 et une forte réduction par ultrasons alcalins. NaBH4 est cher en raison de son prix élevé et il retient facilement les éléments B.

La réduction par ultrasons des bases fortes est simple et respectueuse de l'environnement, mais il est difficile de la restaurer complètement, et il existe généralement un grand nombre de groupes fonctionnels résiduels contenant de l'oxygène après réduction.

Par conséquent, l'hydrate d'hydrazine, moins cher, est généralement utilisé pour réduire l'oxyde de graphite. L'avantage de la réduction de l'hydrate d'hydrazine est que la capacité réductrice est forte et que l'hydrate d'hydrazine s'évapore facilement, et qu'il ne reste aucune impureté dans le produit. Dans le processus de réduction, une quantité appropriée d'eau ammoniacale est généralement ajoutée, d'une part, la capacité réductrice de l'hydrate d'hydrazine est augmentée.

D'autre part, la surface du graphène peut être mutuellement repoussée en raison de la charge négative, réduisant ainsi l'agglomération du graphène.

La préparation à grande échelle du graphène peut être réalisée par redox chimique, et la dispersion de l'oxyde de graphène intermédiaire dans l'eau est meilleure.

Il est facile de réaliser la modification et la fonctionnalisation du graphène, de sorte que cette méthode est souvent utilisée dans la recherche de matériaux composites et de stockage d'énergie. Mais à cause de l'oxydation,

L'absence de certains atomes de carbone dans le processus ultrasonore et le résidu de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène pendant le processus de réduction font souvent que le graphène résultant contient plus de défauts, abaissant sa conductivité et limitant ainsi son besoin de haute qualité en graphène. Application.