PhD均質(zhì)機(jī)應(yīng)用于石墨烯--新能源材料
利用PhD高壓均質(zhì)機(jī),均質(zhì)石墨烯、納米碳管、太陽能電板,新能源電池電解液等材料;
導(dǎo)電漿料、電阻漿料的生產(chǎn)和制備;
納米級的石油添加劑等,應(yīng)用廣泛。
石墨烯均質(zhì):
石墨烯是一種由單層碳原子組成的二維材料,由于其具有優(yōu)異的導(dǎo)電,導(dǎo)熱,硬度等性能,成為現(xiàn)代的熱門功能性材料。
A. 具體應(yīng)用方向有:
1). 鋰電池電極材料
2). 導(dǎo)熱性能(散熱,戶外運(yùn)動)
3). 超級電容器電解液添加劑
4). 導(dǎo)電塑料
B. 石墨烯應(yīng)用難點(diǎn): 石墨烯難分散的問題是阻礙石墨烯應(yīng)用發(fā)展的最大阻力
1) 分散劑和表面活性劑的選擇:一般制備石墨烯分散劑 所用分散劑是水、NMP、DMF這三種; 表面活性劑則與碳納米管的表面活性劑可以歸為一個方向:PVP,SDS,SDBS等。大部分的研究者都不會添加過多的表面活性劑,但是表面活性劑不足會影響產(chǎn)品穩(wěn)定性,所以一般添加量為0.5-1%,大部分為0.5%左右.
2)分散設(shè)備的選擇:建議用戶重點(diǎn)選擇高壓均質(zhì)機(jī)、高速剪切機(jī)相結(jié)合,既能達(dá)到連續(xù)量產(chǎn),又能高質(zhì)量的分散。
C. 案例分析
石墨烯分散設(shè)備:PhD超高壓均質(zhì)機(jī),冷水機(jī),高速剪切機(jī)
溶劑:NMP
固含量:2-3%
表面活性劑:(PVP)
(石墨烯專用均質(zhì)機(jī):壓力207Mpa; 預(yù)處理用設(shè)備,PhD高速剪切機(jī),轉(zhuǎn)速為22500rpm)
分散過程:用剪切機(jī)進(jìn)行剪切的情況下,將粉體加入溶劑中,達(dá)到比例后,連續(xù)剪切20-30min。
在石墨烯溶液粘度較小之后,用高壓均質(zhì)機(jī)1800bar處理3次
均質(zhì)目的:將團(tuán)聚在一起的石墨烯分散為少層或單層石墨烯,并能穩(wěn)定存放.
分散步驟:
1.將水稱量完畢之后,用剪切機(jī)剪切水相,并加入表面活性劑
2.將稱量好的石墨烯粉體逐漸加入水中,待添加完畢后,繼續(xù)剪切20min左右
3.觀察到溶液粘度明顯降低后,開始均質(zhì)處理
過程現(xiàn)象:
1.在石墨烯粉體添加完畢之后,繼續(xù)剪切可以降低石墨烯溶液粘度,這說明高速剪切機(jī)對石墨烯分散液的分散是有一定助益的.
2.高壓均質(zhì)一次后,樣品粘度明顯增加,石墨烯分散開之后,體積增大
3.最終均質(zhì)完成之后,樣品表面有一定反光度和亮度,刮涂實(shí)驗(yàn)無肉眼可見顆粒
石墨烯分散效果 馬爾文激光粒度檢測圖:
結(jié)論:在PhD高壓均質(zhì)+高速剪切的共同作用下,石墨烯已經(jīng)達(dá)到良好的分散效果!
注: 上述數(shù)據(jù)僅代表某種石墨烯,經(jīng)PhD均質(zhì)機(jī)均質(zhì)后的粒度效果圖。
不同種類的石墨烯,所需均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)、控溫等條件,均不同,
PhD將為您訂制合理的均質(zhì)條件,以達(dá)最理想效果。
附: 石墨烯材料的分類:
A. 按層數(shù):分為單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯。
B. 按被功能化形式:常見的有氧化石墨烯、氫化石墨烯、氟化石墨烯等。
C. 按外在形態(tài):有片、膜、量子點(diǎn)、納米帶或三維狀等。