石墨烯制备是什么?
石墨烯制备设备是一种用于能源科学技术领域的仪器,于2017年9月22日启用。
高压回收泵:回收泵进口压力-0.1~0.5MPa,出口压力8~15MPa,风冷式冷水机:提供本系统的制冷,制冷量与系统匹配。
罐体材料:接触物料部分采用SUS316L不锈钢制作,罐内工作压力:-0.09~8MPa,夹套工作压力:0.3Mpa,容器内管口:进气口DN15、出气口DN15、检查孔DN80、排污口DN15、温度传感器接口、安全阀口(设计定)、压力表接口DN15、液位计接口(带磁力翻板液位计)。
主要功能
本系统采用触摸屏、PLC控制,要求上料到最终成品出料整个工作过程全在密闭的环境中进行,自动化程度高,降低运行成本,反应完毕后,要求能回收设备内的反应气体介质。
要求从进料到成品回收每批时间不大于4小时,确保设备安全运行,加压(回收)设备进出口、反应设备本身、程序设定连锁等必须有多道安全保护措施。
石墨烯制备是通过某种方法制作得到石墨烯。
机械剥离法
机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。
2004年,英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法,也归为机械剥离法,这种方法一度被认为生产效率低,无法工业化量产。这种方法可以制备微米大小的石墨烯,但是其可控性较低,实现大规模合成有一定的困难。
氧化还原法
氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨(Graphite Oxide)。然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨粉体。
通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离,制得氧化石墨烯。最后通过化学法将氧化石墨烯还原,得到石墨烯(RGO)。
这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,存在较大的危险性,又须使用大量的水进行清洗,带大较大的环境污染。
使用氧化还原法制备的石墨烯,含有较丰富的含氧官能团,易于改性。但由于在对氧化石墨烯进行还原时,较难控制还原后石墨烯的氧含量,同时氧化石墨烯在阳光照射、运输时车厢内高温等外界每件影响下会不断的还原,因此氧化还原法生产的石墨烯逐批产品的品质往往不一致,难以控制品质。