Méthode pour préparer le graphene spongieux par le dessiccateur de gel

Graphene est un nano-matériel lamellaire bidimensionnel de structure de trellis de nid d'abeilles constitué en mélangeant étroitement des atomes de carbone en mode sp2 hybride. Depuis sa découverte en 2004, le graphene a attiré l'attention des chercheurs avec ses excellentes propriétés physiques et chimiques. C'est rapidement devenu un point névralgique de recherches dans les domaines de la physico-chimie, de l'énergie matérielle, des sciences de la vie et de la technologie de l'information. La structure posée mono-atomique spéciale de Graphene lui donne une superficie spécifique très grande, et l'hybridation sp2 lui donne beaucoup de propriétés merveilleuses et excellentes propriétés physico-chimiques. En termes de propriétés mécaniques, elle a le module de haute résistance et haut ; dans les propriétés thermiques, elle a la conduction thermique élevée ; en termes de propriétés électriques, elle a la conductivité électrique élevée. En outre, Graphene a quelques propriétés spéciales, comme : Graphene a le quantum à effet Hall et le ferromagnétisme à la température ambiante.

Depuis la découverte du graphene, les chercheurs scientifiques avaient essayé de préparer le graphene par différentes méthodes. Actuellement, selon le principe de la préparation, il peut être divisé en méthodes physiques et méthodes chimiques. La méthode physique, c.-à-d., la méthode d'épluchage mécanique, peut être encore divisée en méthode d'épluchage mécanique micro et méthode d'épluchage dissolvante. Les méthodes chimiques incluent principalement une méthode de réduction d'oxyde de graphite, une méthode de décomposition thermique sic, et une méthode de la déposition en phase vapeur (CVD).

Aujourd'hui, la préparation du graphene tridimensionnel a attiré le grand intérêt des chercheurs. Le graphene tridimensionnel est habituellement synthétisé par la méthode de hydrothermique-dissolvant. Dans ce processus, un agent réducteur est ajouté au dissolvant pour réduire l'oxyde de graphite à une certaine température, de sorte que le graphene synthétisé ait le bas rétrécissement de cristalinité et de volume. Il est à nouage enclin et le rendement n'est pas haut. On également a rapporté une méthode de lyophiliser le graphene pour obtenir le graphene tridimensionnel, mais le graphene n'est pas facilement dissous dans un dissolvant, et l'agglomération se produit ainsi.

L'invention fournit une méthode pour préparer le graphene spongieux par la méthode de lyophilisation. Le graphene obtenu par la méthode est poreux et a une grande superficie spécifique, a une forme tridimensionnelle d'éponge, une faible structure de densité, ultra-légère et stable, et peut être employé comme matériaux d'adsorption et les matériaux composites élargissent l'application.

Équipement de dessiccateur de gel de Graphene

Une méthode pour préparer le graphene spongieux par la méthode de lyophilisation, comportant :

(1) mélange ultrasonique des matières premières dans un bain de glace

Ajoutez le graphite naturel au bain de glace H2SO4 concentré ultrasonique dans 15-60min, ajoutent NaNO3, puis ajoutent le permanganate de potassium KMnO4 dans 15-60min, attente le permanganate de potassium à ajouter, commencent la réaction, 0.5-1h, puis s'assurent que la température du système n'est pas plus haute que 10℃ pour obtenir une solution mélangée ;

(2) oxydation des matières premières sur un bain d'eau

Le mélange ci-dessus est remué sur un bain d'eau à 30-35℃ pour 0.5-1.5 h, l'eau désionisée est ajoutée au mélange, de chauffage à 95-100℃, l'agitation est continuée pour la minute 20-30, a alors désionisé l'eau et le peroxyde d'hydrogène sont ajoutés jusqu'à ce que la solution ait tourné le jaune lumineux, aucune bulles ont été produits (pour obtenir l'oxyde de graphite), et puis séparés, lavés, lyophilisés, et soumis à la chaleur à basse pression dépouillant pour obtenir le graphene spongieux. Le rapport du graphite naturel, du H2SO4 concentré, du NaNO3, et du permanganate de potassium KMnO4 dans l'étape (1) est 2g : 50ml : 1g : 7g, c.-à-d., un léger excès de KMnO4 et H2SO4 concentré, et graphite et KMnO4 sont lentement ajoutés au H2SO4 concentré. Le but est de s'assurer que le graphite est suffisamment oxydé et intercalé ultérieurement.

Utilisant l'oxyde de graphite comme précurseur, le soluté de l'oxyde de graphite est directement lyophilisé pour s'assurer que l'échantillon reste pelucheux. En conclusion, l'oxyde spongieux de graphite est dépouillé et réduit par la chaleur de basse pression pour obtenir le graphene spongieux. Dans ce besoin de processus, seulement de température, de pression et de temps d'être ajusté. Le graphene d'éponge avec différentes morphologies et propriétés peut être obtenu avec d'autres paramètres, et aucun agent réducteur de produit chimique toxique n'est employé, qui évite la pollution environnementale et est facile de réaliser la production en série.

Caisse lyophilisée par graphene de fabricants de LTPM CHINE !

Avantages des lyophilisateurs pour la préparation du graphene :

(1) le graphene obtenu est poreux et a une grande superficie spécifique, montre une forme tridimensionnelle d'éponge, a le faible densité, est ultra-léger et structurellement stable, et peut être employé comme matériel adsorbant et matériau composite, élargissant de ce fait sa perspective d'application ;

(2) en changeant les paramètres de réaction des étapes de dépouillement de lyophilisation du vide et de réduction de la chaleur à basse pression, les propriétés macroscopiques de forme, de microstructure, de conductivité et d'adsorption du graphene spongieux tridimensionnel peuvent être changées ;

(3) le procédé de préparation est simple, facile à utiliser, et le cycle de préparation est court, rapide et efficace ;

(4) les matières premières utilisées sont largement originaires et basses dans le coût. Il est favorable à l'environnement et de rendement optimum, et peut être appliqué.

Le cas du graphene blanc lyophilisé a produit par LTPM CHINE