利用Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)制得單層石墨烯

　　石墨烯獨(dú)特的力、熱、光、電、磁等特性，使其在微電子、生物傳感器、儲(chǔ)能材料和復(fù)合材料領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。

　　機(jī)械法進(jìn)行石墨烯剝離，相比其他化學(xué)方法制備的石墨烯具有更少的缺陷，結(jié)構(gòu)也較為完整。本文將簡(jiǎn)介微射流高壓均質(zhì)法在石墨烯制備中的應(yīng)用。

主要儀器與原料

　　美國(guó)Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)；客戶寄來(lái)的石墨原料樣品

預(yù)實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果

　　1）分裝混勻后的原料樣品2份至2只樣品瓶中，每份20ml；

　　2）選用安裝F140Y-RT金剛石交互容腔，并連接微射流高壓均質(zhì)機(jī)與實(shí)時(shí)冷卻系統(tǒng)；

　　3）對(duì)照組不做處理，實(shí)驗(yàn)組20,000psi均質(zhì)反應(yīng)10次；

　　4）處理后樣品與對(duì)照組外觀觀察

圖1 均質(zhì)處理前（左），微射流高壓均質(zhì)處理后（右）

　　微射流高壓均質(zhì)處理后的樣品像安慕希酸奶的狀態(tài)，流動(dòng)性低，粘度大，右燒杯可見(jiàn)牢固掛杯口的1滴樣品。處理后樣品體積變大，相同反應(yīng)次數(shù)下，反應(yīng)壓力越大樣品體積膨脹越大。另外樣品傾斜觀測(cè)，對(duì)照組流動(dòng)性大，實(shí)驗(yàn)組傾斜后掛壁嚴(yán)重。

　　5）樣品微觀形態(tài)觀察

圖2 客戶返回的電鏡檢測(cè)結(jié)果（少層石墨烯）

 

微射流高壓均質(zhì)原理

　　1）微射流高壓均質(zhì)機(jī)由動(dòng)力單元和均質(zhì)核心（金剛石交互容腔）組成。

圖3 微射流高壓均質(zhì)機(jī)（紅圈：動(dòng)力單元、觸控屏，藍(lán)圈：金剛石交互容腔）

　　2）本實(shí)驗(yàn)微射流高壓均質(zhì)技術(shù)核心在于微射流高壓均質(zhì)機(jī)的金剛石交互容腔

   

圖4 單通道溫控型金剛石交互容腔實(shí)物（左），內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（右）

圖5 微射流高壓均質(zhì)原理示意圖

　　Y型金剛石交互容腔具有固定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，石墨液體經(jīng)過(guò)加壓后，經(jīng)過(guò)百微米級(jí)的孔道形成超音速射流（可達(dá)1000m/s-1500m/s），在Y型金剛石交互容腔內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的剪切、碰撞、空穴以及對(duì)射作用（與單流道不同的是，雙股射流對(duì)射瞬間相對(duì)速度加倍，產(chǎn)生對(duì)射爆炸效應(yīng)）。對(duì)射流的應(yīng)用，充分利用物料間的相互碰撞，大大降低了物料對(duì)交互容腔腔體的磨損、剪切，延長(zhǎng)了腔體試用壽命；微射流高壓均質(zhì)技術(shù)集合了微射流、撞擊流和傳統(tǒng)高壓均質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)于一體，具有更高的均質(zhì)效率。

　　中科院系統(tǒng)的用戶已成功利用Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)制得單層石墨烯。蘇州微流納米供應(yīng)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)型微射流高壓均質(zhì)機(jī)，通過(guò)金剛石交互容腔通道數(shù)的增加，可以實(shí)現(xiàn)高效且重現(xiàn)性極高的放大生產(chǎn)。歡迎對(duì)比設(shè)備處理效果，一切以效果為導(dǎo)向。如有技術(shù)探討或儀器試用需求，請(qǐng)聯(lián)系！