Synthèse de nanofluides de graphène avec distributions de taille de flocons contrôlables
Summary
Une méthode pour synthétiser les nanofluides de graphène avec des distributions contrôlables de taille de flocon est présentée.
Abstract
Une méthode pour synthétiser les nanofluides de graphène avec des distributions contrôlables de taille de flocon est présentée. Les nanoflocons de graphène peuvent être obtenus par l’exfoliation du graphite dans la phase liquide, et le temps d’exfoliation est utilisé pour contrôler les limites inférieures des distributions de taille de nanoflo graphene. Centrifugation est utilisé avec succès pour contrôler les limites supérieures des distributions de taille de nanoparticules. L’objectif de ce travail est de combiner l’exfoliation et la centrifugation pour contrôler les distributions de la taille des nanoflocons de graphène dans les suspensions qui en résultent.
Introduction
Les méthodes traditionnelles utilisées pour synthétiser les nanofluides de graphène utilisent souvent la sonication pour disperser la poudre de graphène1 dans les fluides, et la sonication a été prouvée pour changer la distribution de taille des nanoparticules de graphène2. Puisque la conductivité thermique du graphène dépend de la longueur de flocon3,4, la synthèse des nanofluides de graphène avec des distributions contrôlables de taille de flocon est essentielle aux applications de chaleur-transfert. La centrifugation contrôlée a été appliquée avec succès aux dispersions exfoliées liquides de graphène pour séparer des suspensions en fractions avec différentes tailles moyennes de flocons5,6. Différentes vitesses terminales utilisées dans la centrifugation conduisent à différentes tailles critiques de particules de décantation7. La vitesse terminale pourrait être utilisée pour éliminer les grandes nanoparticules de graphène8.
Récemment, des méthodes de taille contrôlables utilisées pour synthétiser le graphène par exfoliation en phase liquide ont été introduites pour surmonter les problèmes fondamentaux rencontrés par les méthodes conventionnelles9,10,11, 12,13. L’exfoliation par phase liquide du graphite s’est avérée être un moyen efficace de produire des suspensions de graphène14,15,16, et le mécanisme sous-jacent montre que les paramètres du processus sont liés à la limites inférieures des distributions de taille des nanoparticules de graphène. Les nanofluides de graphène ont été synthétisés par l’exfoliation liquide du graphite à l’aide de surfactants17. Tandis que les limites inférieures de la distribution de taille de nanoparticule de graphène pourraient être commandées en ajustant les paramètres pendant l’exfoliation, moins d’attention est accordée aux limites supérieures de la distribution de taille de nanoparticule de graphène.
L’objectif de ces travaux est de développer un protocole qui peut être utilisé pour synthétiser les nanofluides de graphène avec des distributions de taille de flocons contrôlables. Étant donné que l’exfoliation n’est responsable que de la limite de taille inférieure des nanoflocons de graphène qui en résultent, une centrifugation supplémentaire est introduite pour contrôler la limite de taille supérieure des nanoflocons de graphène qui en résultent. Cependant, la méthode proposée n’est pas spécifique au graphène et pourrait être appropriée pour tout autre composé en couches qui ne peut pas être synthétisé en utilisant des méthodes traditionnelles.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons proposé une méthodologie pour synthétiser les nanofluides de graphène avec des distributions contrôlables de taille de flocons. La méthode combine deux procédures : l’exfoliation et la centrifugation. L’exfoliation contrôle la limite de taille inférieure des nanoparticules, et la centrifugation contrôle la limite de taille supérieure des nanoparticules.
Bien que nous ayons utilisé l’exfoliation en phase liquide du graphite pour produire des nanoparticules de graphène, l…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ces travaux ont été soutenus par la National Nature Science Foundation of China (Grant No. 21776095), le Guangzhou Science and Technology Key Program (Grant No. 201804020048) et Guangdong Key Laboratory of Clean Energy Technology (Grant No. 2008A060301002). Nous remercions LetPub (www.letpub.com) pour son aide linguistique lors de la préparation de ce manuscrit.
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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