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石墨烯是已知的較先進的材料之一,自2004年曼徹斯特大學(xué)的Andre Geim和Konstantin Novoselov[1]發(fā)現(xiàn)它以來,由于其獨特的特性,引起了人們的極大興趣,在物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境方面進行了大范圍的研究。石墨烯商業(yè)化的新產(chǎn)品也不斷出現(xiàn),多國把石墨烯材料立為國家重點發(fā)展對象,關(guān)于石墨烯材料的投資也越來越多。開發(fā)一種簡便的方法來生產(chǎn)高質(zhì)量、高產(chǎn)量的石墨烯對其商業(yè)化至關(guān)重要。生產(chǎn)石墨烯主要有兩種技術(shù):自上而下和自下而上。一般來說,氧化還原、化學(xué)氣相沉積、外延生長和機械剝離可用于生產(chǎn)石墨烯。近年來,液相剝離法作為一種從上到下制備高質(zhì)量石墨烯的新方法受到了**的關(guān)注。
邁克孚微射流?均質(zhì)設(shè)備是一種利用高壓微射流技術(shù)實現(xiàn)二維材料剝離制備的精密裝備。邁克孚供應(yīng)的微射流高壓均質(zhì)設(shè)備利用成熟穩(wěn)定的液壓增壓技術(shù),在柱塞泵的作用下將液體或固液混懸物料增壓,憑借準(zhǔn)確的壓力調(diào)節(jié)使物料壓力增壓到20Mpa至300Mpa之間設(shè)定的壓力值。被增壓的物料,射向具有固定幾何形狀的金剛石微通道并產(chǎn)生超音速微射流,超音速微射流物料在特定幾何通道內(nèi)受到每秒千萬次的物理剪切、對撞、空穴效應(yīng)、急劇壓力降等物理作用力,從而實現(xiàn)二維材料的剝離。
目前,已有利用微射流均質(zhì)機進行石墨烯液相剝離的研究。例如,Wang等[2]利用高壓微射流在水/表面活性劑(SDS、F127以及TW80)體系中產(chǎn)生高濃度少層石墨烯(FLG)分散體,并系統(tǒng)地研究了表面活性劑的選擇、腔室壓力和微射流周期對石墨材料剝離效率的影響。Wang等[3]開發(fā)了一種綠色的、可擴展的一步法制備單層和少層石墨烯的方法,即使用微射流在水/單寧酸(TA)分散中進行石墨剝離。并系統(tǒng)研究了TA濃度、均質(zhì)壓力和均質(zhì)周期對石墨烯分散體質(zhì)量和濃度的影響。Wang等[4]在N-甲基-2-吡咯烷酮和氫氧化鈉的混合物中,采用超聲和微射流的方法將天然石墨粉剝離成少層石墨烯(FLG),該研究利用高壓微射流技設(shè)備在103Mpa的壓力條件下,處理石墨烯5次,天然石墨被成功剝離成石墨烯薄片,得到的產(chǎn)物大部分厚度小于5層,并且穩(wěn)定時間超過6個月。
之前,有廣東客戶在邁克孚利用高壓微射流均質(zhì)機MF110IP-EH中試型進行了石墨烯剝離測試,獲得了理想的效果。并且在已交付的MF500IP-EH型(480L/H)生產(chǎn)設(shè)備中完美的重現(xiàn)了中試結(jié)果,直接投入生產(chǎn),節(jié)省了大量時間與成本。近日,另有多家客戶進行了石墨烯的剝離測試,取得了滿意的效果,已有客戶預(yù)定了MF7125IP-EH型生產(chǎn)設(shè)備。
復(fù)制成功
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