産業資訊 / Industry

英國國立物理研究所Piers Turner課題組–超聲法原位控制石墨烯片的尺寸

超聲波法廣泛用于剝離二維(2D)範德瓦爾斯層狀材料(比如石墨烯)。其基本機制很難解釋,往往被忽視,超聲波這一策略導緻低剝落率,低的合成産量和片尺寸分布不均勻,因此通過超聲剝離獲得石墨烯這一方式缺少經濟可行性。這裡,我們在超聲波處理過程中,通過優化慣性空化劑量在三小時内可實現高達18%的數層石墨烯産率。我們證明了超聲空化優先剝離較大的薄片,這與石墨烯剝離速率和薄片維度有很大關系,因此可以通過慣性空化劑量來進行調控。此外,超聲空化優先剝離較大的薄片的話,這導緻剝落速率随着超聲時間增加而減小。這種方法的未來發展方向應該會引導開發基于2D範德瓦爾斯層狀納米材料的高容量液流電池産生。

(a) 空化氣泡的生長和坍塌響應于施加的聲場和相關的壓力波示意圖,(b) 國家物理實驗室的17-升多頻率空化容器(周圍有傳感器)的光學照片,(c)産生于穩定和慣性空化的空化信号頻譜,(d)Ecav和石墨烯産率與前置放大器電壓的函數關系

(a)石墨烯産率與ICD的函數關系,插圖為ICD的平方根,(b)石墨烯剝離速率與ICD的平方根的函數關系,(c)石墨烯長度和,(d)厚度分布的對數正态分布曲線。

石墨烯的平均(a)長度和(b)厚度與ICD的函數關系,石墨烯平均(c)長度和(d)厚度與其産率的函數關系,石墨烯剝離速率與(e)平均石墨烯長度和(f)石墨烯厚度的函數關系

(a)ICD範圍内極大值和極小值時産生的石墨烯的标準化Raman譜,(b)ID/IG比例與ICD平方根的函數關系。

該研究工作由英國國立物理研究所Piers Turner課題組于2019年發表在Scientific Reports期刊上。原文:Controlled sonication as a Route to in-situ Graphene Flake size Control(https://doi.org/10.1038/s41598-019-45059-5)

本文來自石墨烯雜志,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

相關文章

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看