नियंत्रणीय फ्लेक आकार वितरण के साथ ग्राफीन Nanofluids का संश्लेषण
Summary
नियंत्रणीय परत आकार वितरण के साथ ग्राफीन नैनोफ्लेडल को सिंथेज़ करने की एक विधि प्रस्तुत की जाती है।
Abstract
नियंत्रणीय परत आकार वितरण के साथ ग्राफीन नैनोफ्लेडल को सिंथेज़ करने की एक विधि प्रस्तुत की जाती है। ग्राफीन नैनोफ्लेक को तरल चरण में ग्रेफाइट के छूटना द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, और ग्रेफीन समय का उपयोग ग्राफीन नैनोफ्लेक आकार वितरण की कम सीमा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। सेंट्रीफ्यूगेशन का उपयोग नैनोकण आकार वितरण की ऊपरी सीमाओं को नियंत्रित करने के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। इस काम का उद्देश्य जिसके परिणामस्वरूप निलंबन में ग्राफीन नैनोफ्लेक आकार वितरण को नियंत्रित करने के लिए छूटना और centrifugation गठबंधन करने के लिए है।
Introduction
ग्राफीन नैनोफ्लेड को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक तरीकों अक्सर तरल पदार्थ में ग्राफीन पाउडर1 को फैलाने के लिए sonication का उपयोग करते हैं, और रेफिन नैनोकणों2के आकार वितरण को बदलने के लिए sonication सिद्ध किया गया है। चूंकि ग्राफीन की तापीय चालकता फ्लैक लंबाई3,4पर निर्भर करती है, नियंत्रणीय गुच्छे के आकार के वितरण के साथ ग्राफीन नैनोफ्लूइडका का संश्लेषण गर्मी हस्तांतरण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। नियंत्रित अपकेंद्रण को तरल एक्सफोलिएटग्राफग्राफी परिक्षेपणों पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है ताकि निलंबन को भिन्न माध्य गुच्छे के आकार5,6के साथ भिन्नों में अलग किया जा सके . विभिन्न टर्मिनल वेग centrifugation में इस्तेमाल किया विभिन्न महत्वपूर्ण बसने कण आकार7करने के लिए नेतृत्व . टर्मिनल वेग का उपयोग बड़े ग्राफीन नैनोकणों को खत्म करने के लिए किया जा सकताहै 8.
हाल ही में, तरल चरण छूटना के माध्यम से ग्राफीन संश्लेषित करने के लिए इस्तेमाल आकार नियंत्रणीय तरीकों पारंपरिक तरीकों9,10,11, द्वारा सामना करना पड़ा मौलिक समस्याओं को दूर करने के लिए पेश किया गया है 12,13. ग्रेफाइट के तरल चरण छूटना ग्राफीन निलंबन का उत्पादन करने के लिए एक प्रभावी तरीका साबित किया गया है14,15,16, और अंतर्निहित तंत्र से पता चलता है कि प्रक्रिया मापदंडों से संबंधित हैं ग्राफीन नैनोकणों आकार वितरण की कम सीमा। ग्राफीन नैनोफ्लूइड्स को सरफैक्टेंट्स17की सहायता से ग्रेफाइट के तरल छूटना द्वारा संश्लेषित किया गया था . जबकि ग्राफीन नैनोकण आकार वितरण की निचली सीमा छूटना के दौरान मापदंडों का समायोजन करके नियंत्रित किया जा सकता है, कम ध्यान ग्राफीन नैनोकण आकार वितरण की ऊपरी सीमा के लिए भुगतान किया जाता है।
इस काम का लक्ष्य एक प्रोटोकॉल है कि नियंत्रणीय गुच्छे आकार वितरण के साथ ग्राफीन नैनोफ्लूइड संश्लेषित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है विकसित करने के लिए है। क्योंकि छूटना केवल परिणामी ग्राफीन नैनोफ्लेक के निचले आकार की सीमा के लिए जिम्मेदार है, अतिरिक्त अपकेंद्रण परिणामी ग्राफीन नैनोफ्लेक के ऊपरी आकार की सीमा को नियंत्रित करने के लिए शुरू की है। हालांकि, प्रस्तावित विधि ग्राफीन के लिए विशिष्ट नहीं है और पारंपरिक तरीकों का उपयोग कर संश्लेषित नहीं किया जा सकता है जो किसी भी अन्य स्तरित यौगिकों के लिए उपयुक्त हो सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
हम नियंत्रणीय परत आकार वितरण के साथ ग्राफीन नैनोफ्लेडल्स synthesizing के लिए एक पद्धति का प्रस्ताव किया है। विधि दो प्रक्रियाओं को जोड़ती है: छूटना और centrifugation. एक्सफोलिएशन नैनोकणों के निचले आकार की सीमा को नियं?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम चीन के राष्ट्रीय प्रकृति विज्ञान फाउंडेशन (ग्रेंट नंबर 21776095), गुआंग्झू विज्ञान और प्रौद्योगिकी कुंजी कार्यक्रम (ग्रेंट नंबर 201804020048), और गुआंग्डोंग कुंजी प्रयोगशाला स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी (ग्रेंट नंबर 2008A0060301002) द्वारा समर्थित किया गया था। हम इस पांडुलिपि की तैयारी के दौरान अपनी भाषाई सहायता के लिए LetPub (www.letpub.com) धन्यवाद.
Materials
| Beaker | China Jiangsu Mingtai Education Equipments Co., Ltd. | 500 mL | |
| Beaker | China Jiangsu Mingtai Education Equipments Co., Ltd. | 5000 mL | |
| Deionized water | Guangzhou Yafei Water Treatment Equipment Co., Ltd. | analytical grade | |
| Electronic balance | Shanghai Puchun Co., Ltd. | JEa10001 | |
| Filter membrane | China Tianjin Jinteng Experiment Equipments Co., Ltd. | 0.2 micron | |
| Graphite powder | Tianjin Dengke chemical reagent Co., Ltd. | analytical grade | |
| Hand gloves | China Jiangsu Mingtai Education Equipments Co., Ltd. | ||
| Laboratory shear mixer | Shanghai Specimen and Model Factory | jrj-300 | |
| Long neck flat bottom flask | China Jiangsu Mingtai Education Equipments Co., Ltd. | 1000 ml | |
| Nanoparticle analyzer | HORIBA, Ltd. | SZ-100Z | |
| PVA | Shanghai Yingjia Industrial Development Co., Ltd. | 1788 | analytical grade |
| Raman spectrophotometer | HORIBA, Ltd. | Horiba LabRam 2 | |
| Scanning electron microscope | Zeiss Co., Ltd. | LEO1530VP | SEM |
| Surgical mask | China Jiangsu Mingtai Education Equipments Co., Ltd. | for one-time use | |
| Thermal Gravimetric Analyzer | German NETZSCH Co., Ltd. | NETZSCH TG 209 F1 Libra | TGA analysis |
| Transmission electron microscope | Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd. | JEM-1400plus | TEM |
| UV-Vis spectrophotometer | Agilent Technologies, Inc.+BB2:B18 | Varian Cary 60 |
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Riferimenti
- Sadeghinezhad, E., et al. A comprehensive review on graphene nanofluids: Recent research, development and applications. Energy Conversion and Management. 111, 466-487 (2016).
- Wang, W., et al. Highly Efficient Production of Graphene by an Ultrasound Coupled with a Shear Mixer in Supercritical CO2. Industrial & Engineering Chemistry Research. 57 (49), 16701-16708 (2018).
- Cao, H. Y., Guo, Z. X., Xiang, H., Gong, X. G. Layer and size dependence of thermal conductivity in multilayer graphene nanoribbons. Physics Letters A. 376 (4), 525-528 (2012).
- Yang, N., et al. Design and adjustment of the graphene work function via size, modification, defects, and doping: a first-principle theory study. Nanoscale Research Letters. 12, (2017).
- Khan, U., et al. Size selection of dispersed, exfoliated graphene flakes by controlled centrifugation. Carbon. 50 (2), 470-475 (2012).
- Smith, R. J., King, P. J., Wirtz, C., Duesberg, G. S., Coleman, J. N. Lateral size selection of surfactant-stabilised graphene flakes using size exclusion chromatography. Chemical Physics Letters. 531, 169-172 (2012).
- Galvin, K. P., Pratten, S. J., Nicol, S. K. Dense medium separation using a teetered bed separator. Minerals Engineering. 12 (9), 1059-1081 (1999).
- Cai, C. J., Sang, N. N., Shen, Z. G., Zhao, X. H. Facile and size-controllable preparation of graphene oxide nanosheets using high shear method and ultrasonic method. Journal of Experimental Nanoscience. 12 (1), 247-262 (2017).
- Chen, L. X., et al. Oriented graphene nanoribbons embedded in hexagonal boron nitride trenches. Nature Communications. 8, (2017).
- Fan, T. J., et al. Controllable size-selective method to prepare graphene quantum dots from graphene oxide. Nanoscale Research Letters. 10, 1-8 (2015).
- Oikonomou, A., et al. Scalable bottom-up assembly of suspended carbon nanotube and graphene devices by dielectrophoresis. Physica Status Solidi-Rapid Research Letters. 9 (9), 539-543 (2015).
- Liu, Y., Zhang, D., Pang, S. W., Liu, Y. Y., Shang, Y. Size separation of graphene oxide using preparative free-flow electrophoresis. Journal of Separation Science. 38 (1), 157-163 (2015).
- Cui, C. N., Huang, J. T., Huang, J. H., Chen, G. H. Size separation of mechanically exfoliated graphene sheets by electrophoresis. Electrochimica Acta. 258, 793-799 (2017).
- Sun, Z. Y., et al. High-yield exfoliation of graphite in acrylate polymers: A stable few-layer graphene nanofluid with enhanced thermal conductivity. Carbon. 64, 288-294 (2013).
- Sun, Z. Y., et al. Amine-based solvents for exfoliating graphite to graphene outperform the dispersing capacity of N-methyl-pyrrolidone and surfactants. Chemical Communications. 50 (72), 10382-10385 (2014).
- Du, B. L., Jian, Q. F. Size controllable synthesis of graphene water nanofluid with enhanced stability. Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. 27 (1), 87-96 (2019).
- Tao, H. C., et al. Scalable exfoliation and dispersion of two-dimensional materials – an update. Physical Chemistry Chemical Physics. 19 (2), 921-960 (2017).
- Phiri, J., Gane, P., Maloney, T. C. High-concentration shear-exfoliated colloidal dispersion of surfactant-polymer-stabilized few-layer graphene sheets. Journal of Materials Science. 52 (13), 8321-8337 (2017).
