Metode untuk menyiapkan graphene sepon dengan pengering beku

Graphene adalah struktur kisi dua dimensi sarang lebah bahan nano lamellar yang dibentuk dengan mencampurkan atom karbon dalam mode hibrid sp2.Sejak ditemukan pada tahun 2004, graphene telah menarik perhatian para peneliti dengan sifat fisik dan kimianya yang sangat baik.Ini telah dengan cepat menjadi hotspot penelitian di bidang kimia fisik, energi material, ilmu kehidupan dan teknologi informasi.Struktur berlapis monoatomik khusus Graphene memberikannya luas permukaan spesifik yang sangat besar, dan hibridisasi sp2 memberinya banyak sifat luar biasa dan sifat fisikokimia yang sangat baik.Dalam hal sifat mekanik, ia memiliki kekuatan tinggi dan modulus tinggi;dalam sifat termal, ia memiliki konduktivitas termal yang tinggi;dalam hal sifat listrik, ia memiliki konduktivitas listrik yang tinggi.Selain itu, Grafena memiliki beberapa sifat khusus, seperti: Grafena memiliki efek Hall kuantum dan feromagnetisme pada suhu kamar.

Sejak penemuan graphene, para peneliti ilmiah telah mencoba mempersiapkan graphene dengan metode yang berbeda.Saat ini, menurut prinsip persiapan, dapat dibagi menjadi metode fisik dan metode kimia.Metode fisik, yaitu metode pengelupasan mekanis, dapat dibagi lagi menjadi metode pengelupasan mikro mekanis dan metode pengelupasan pelarut.Metode kimia terutama meliputi metode reduksi oksida grafit, metode dekomposisi termal SiC, dan metode deposisi uap kimia (CVD).

Saat ini, persiapan graphene tiga dimensi telah menarik minat besar dari para peneliti.Grafena tiga dimensi biasanya disintesis dengan metode pelarut hidrotermal.Dalam proses ini, zat pereduksi ditambahkan ke dalam pelarut untuk mereduksi oksida grafit pada suhu tertentu, sehingga grafena yang disintesis memiliki kristalinitas dan penyusutan volume yang rendah.Ini rentan terhadap simpul dan hasilnya tidak tinggi.Ada juga telah dilaporkan metode graphene pengeringan beku untuk mendapatkan graphene tiga dimensi, tetapi graphene tidak mudah larut dalam pelarut, dan dengan demikian terjadi aglomerasi.

Invensi ini menyediakan metode untuk membuat grafena sepon dengan metode pengeringan beku.Grafena yang diperoleh dengan metode ini berpori dan memiliki luas permukaan spesifik yang besar, memiliki bentuk spons tiga dimensi, kepadatan rendah, struktur ultra-ringan dan stabil, dan dapat digunakan sebagai bahan adsorpsi dan bahan komposit memperluas aplikasi.

Peralatan pengering beku graphene

Metode pembuatan grafena sepon dengan metode pengeringan beku, terdiri dari:

(1) Pencampuran ultrasonik bahan baku dalam penangas es

Tambahkan grafit alami ke penangas es ultrasonik H2SO4 pekat dalam 15-60 menit, lalu tambahkan NaNO3, lalu tambahkan kalium permanganat KMnO4 dalam 15-60 menit, tunggu hingga kalium permanganat ditambahkan, mulai reaksi, 0,5-1 jam, Pastikan suhunya sistem tidak lebih tinggi dari 10℃ untuk mendapatkan larutan campuran;

(2) Oksidasi bahan baku dalam penangas air

Campuran di atas diaduk dalam penangas air pada 30-35 selama 0,5-1,5 jam, air deionisasi ditambahkan ke dalam campuran, dipanaskan hingga 95-100 , pengadukan dilanjutkan selama 20-30 menit, kemudian air deionisasi dan hidrogen peroksida ditambahkan sampai larutan berubah menjadi kuning cerah, tidak ada gelembung yang dihasilkan (untuk mendapatkan grafit oksida), dan kemudian dipisahkan, dicuci, dikeringkan-beku, dan dilakukan pengupasan panas bertekanan rendah untuk mendapatkan graphene yang kenyal.Rasio grafit alam, H2SO4, NaNO3 pekat, dan kalium permanganat KMnO4 pada langkah (1) adalah 2g: 50ml: 1g: 7g, yaitu sedikit kelebihan KMnO4 dan H2SO4 pekat, dan grafit dan KMnO4 ditambahkan perlahan ke H2SO4 pekat.Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa grafit cukup teroksidasi dan diselingi pada tahap selanjutnya.

Menggunakan grafit oksida sebagai prekursor, larutan berair grafit oksida langsung dibekukan untuk memastikan sampel tetap mengembang.Akhirnya, oksida grafit sepon dilucuti dan dikurangi dengan panas bertekanan rendah untuk mendapatkan grafena sepon.Dalam proses ini, hanya suhu, tekanan dan waktu yang perlu disesuaikan.Grafena spons dengan morfologi dan sifat yang berbeda dapat diperoleh dengan parameter lain, dan tidak ada zat pereduksi kimia beracun yang digunakan, yang menghindari pencemaran lingkungan dan mudah untuk mencapai produksi massal.

LTPM CHINA produsen graphene kasus beku-kering!

Keuntungan dari lyophilizers untuk persiapan graphene:

(1) Grafena yang diperoleh berpori dan memiliki luas permukaan spesifik yang besar, menunjukkan bentuk spons tiga dimensi, memiliki kepadatan rendah, sangat ringan dan stabil secara struktural, dan dapat digunakan sebagai bahan penyerap dan bahan komposit, dengan demikian memperluas prospek penerapannya;

(2) Dengan mengubah parameter reaksi dari pengeringan beku vakum dan tahap reduksi pengupasan panas bertekanan rendah, bentuk makroskopik, struktur mikro, konduktivitas dan sifat adsorpsi dari graphene sepon tiga dimensi dapat diubah;

(3) Proses persiapannya sederhana, mudah dioperasikan, dan siklus persiapannya singkat, cepat dan efisien;

(4) Bahan baku yang digunakan banyak bersumber dan biaya rendah.Ini ramah lingkungan dan hemat energi, dan dapat diterapkan.

Kasus graphene putih terliofilisasi yang diproduksi oleh LTPM CHINA