Método para preparar o graphene esponjoso pelo secador de gelo

Graphene é um nano-material lameloso bidimensional da estrutura de estrutura do favo de mel formado proximamente misturando átomos de carbono no modo sp2 híbrido. Desde sua descoberta em 2004, o graphene atraiu a atenção dos pesquisadores com suas propriedades físicas e químicas excelentes. Transformou-se rapidamente um ponto quente da pesquisa no campos da química física, da energia material, das ciências da vida e da tecnologia da informação. A estrutura mergulhada mono-atômica especial de Graphene dá-lhe uma área de superfície específica muito grande, e a hibridação sp2 dá-lhe muitas propriedades maravilhosas e propriedades físico-químicas excelentes. Em termos das propriedades mecânicas, tem o módulo de grande resistência e alto; em propriedades térmicas, tem a condutibilidade térmica alta; em termos das propriedades elétricas, tem a condutibilidade elétrica alta. Além, Graphene tem algumas propriedades especiais, como: Graphene tem o quantum de efeito hall e o ferromagnetism na temperatura ambiente.

Desde a descoberta do graphene, os pesquisadores científicos têm tentado preparar o graphene por métodos diferentes. Presentemente, de acordo com o princípio de preparação, pode ser dividido em métodos físicos e em métodos químicos. O método físico, isto é, o método da casca mecânica, pode mais ser dividido em um micro método de descascamento mecânico e em um método de descascamento solvente. Os métodos químicos incluem principalmente um método da redução do óxido da grafite, um método da decomposição térmica sic, e um método do depósito de vapor químico (CVD).

Hoje, a preparação do graphene tridimensional atraiu o grande interesse dos pesquisadores. O graphene tridimensional é sintetizado geralmente pelo método do hidrotermal-solvente. Neste processo, um agente de diminuição é adicionado ao solvente para reduzir o óxido da grafite em uma determinada temperatura, de modo que o graphene sintetizado tenha o baixo encolhimento da cristalinidade e do volume. É atadura inclinada e o rendimento não é alto. Foi relatado igualmente um método de liofilizar o graphene para obter o graphene tridimensional, mas o graphene não é dissolvido facilmente em um solvente, e assim a aglomeração ocorre.

A invenção fornece um método preparando o graphene esponjoso pelo método de liofilização. O graphene obtido pelo método é poroso e tem uma grande área de superfície específica, tem uma forma tridimensional da esponja, uma baixa densidade, uma ultra-luz e uma estrutura estável, e pode ser usado como materiais da adsorção e os materiais compostos alargam a aplicação.

Equipamento do secador de gelo de Graphene

Um método para preparar o graphene esponjoso pelo método de liofilização, compreendendo:

(1) mistura ultrassônica das matérias primas em um banho de gelo

Adicione a grafite natural ao banho de gelo H2SO4 concentrado ultrassônico em 15-60min, então adicionam NaNO3, a seguir adicionam o permanganato de potássio KMnO4 em 15-60min, espera para que o permanganato de potássio seja adicionado, começam a reação, 0.5-1h, asseguram-se de que a temperatura do sistema não seja mais alta do que 10℃ para obter uma solução misturada;

(2) oxidação das matérias primas em um banho maria

A mistura acima é agitada em um banho maria em 30-35℃ para 0.5-1.5 h, a água deionized é adicionada à mistura, aquecida a 95-100℃, agitar é continuada para o minuto 20-30, deionized então a água e a água oxigenada foi adicionada até que a solução girou o amarelo brilhante, nenhumas bolhas foi gerada (para obter o óxido da grafite), e separada então, lavada, liofilizada, e sujeitada ao calor de baixa pressão que descasca para obter o graphene esponjoso. A relação da grafite natural, de H2SO4 concentrado, de NaNO3, e de permanganato de potássio KMnO4 em etapa (1) é 2g: 50ml: 1g: 7g, isto é, um leve excesso de KMnO4 e H2SO4 concentrado, e grafite e KMnO4 são adicionados lentamente ao H2SO4 concentrado. A finalidade é assegurar-se de que a grafite suficientemente esteja oxidada e intercalada ulteriormente.

Usando o óxido da grafite como o precursor, a solução aquosa de óxido da grafite é liofilizada diretamente para assegurar-se de que a amostra permaneça macia. Finalmente, o óxido esponjoso da grafite é descascado e reduzido pelo calor da baixa pressão para obter o graphene esponjoso. Nesta necessidade do processo, somente da temperatura, da pressão e do tempo de ser ajustado. O graphene da esponja com morfologias e propriedades diferentes pode ser obtido com outros parâmetros, e nenhum agente de diminuição tóxico do produto químico é usado, que evita a poluição ambiental e é fácil conseguir a produção em massa.

Caixa liofilizada graphene dos fabricantes de LTPM CHINA!

Vantagens dos lyophilizers para a preparação do graphene:

(1) o graphene obtido é poroso e tem uma grande área de superfície específica, exibe uma forma tridimensional da esponja, tem a baixa densidade, é ultra-luz e estruturalmente estável, e pode ser usado como um material de adsorvente e um material composto, alargando desse modo sua perspectiva da aplicação;

(2) mudando os parâmetros da reação de fases de descascamento da liofilização do vácuo e da redução do calor de baixa pressão, as propriedades macroscópicas da forma, da microestrutura, da condutibilidade e da adsorção do graphene esponjoso tridimensional podem ser mudadas;

(3) o processo da preparação é simples, fácil de operar, e o ciclo da preparação é curto, rápido e eficiente;

(4) as matérias primas usadas são extensamente originárias e baixas no custo. É a favor do meio ambiente e energia eficiente, e pode ser aplicado.

O caso do graphene branco liofilizado produziu por LTPM CHINA