סינתזה של גרפילואידים עם הפצות בגודל של פתיתים שאינם בשליטה
Summary
שיטה לסינתזה ננו-מזהים עם הפצות בגודל פתיתים בשליטה מוצגת.
Abstract
שיטה לסינתזה ננו-מזהים עם הפצות בגודל פתיתים בשליטה מוצגת. Nanoflakes גראפן ניתן להשיג על ידי קילוף גרפיט בשלב נוזלי, ואת הזמן הקילוף משמש כדי לשלוט במגבלות הנמוכות של הפצות הגראפן nanoflakes גודל. צנטריפוגה משמש בהצלחה לשליטה במגבלות העליונות של הפצות הננו-חלקיק גודל. המטרה של עבודה זו היא לשלב קילוף וצנטריפוגה כדי לשלוט על הפצות הגראפן nanoflake גודל ההפצות הנובעות.
Introduction
שיטות מסורתיות משמש לסנתז nanofluids לעתים קרובות להשתמש sonication לפזר אבקת גראפן1 ב נוזלים, ו sonication הוכח לשנות את התפלגות גודל של חלקיקים גראפן2. מאז מוליכות תרמית של גראפן תלוי באורך הפתיתים3,4, סינתזה של גראפן nanofluids עם הפצות לשליטה בגודל פתיתים הוא חיוני ליישומי העברת חום. צנטריפוגה מבוקרת הוחל בהצלחה על התכשיר הנוזלי למריחה על הפחת כדי להפריד בין השבולים לשברים בגדלים שונים של פתיתים מסוגים5,6. מהירויות מסופים שונות המשמשות בצנטריפוגה להוביל לגדלים קריטיים שונים של חלקיקים7. מהירות מסוף יכול לשמש כדי לחסל את חלקיקי גראפן גדול8.
לאחרונה, שיטות לשליטה בגודל המשמש לסנתז גראפן באמצעות קילוף שלב נוזלי הוכנסו כדי להתגבר על הבעיות הבסיסיות נתקל שיטות קונבנציונאלי9,10,11, 12,13. קילוף שלב נוזלי של גרפיט הוכח להיות דרך יעילה לייצר השעיות גראפן14,15,16, ואת המנגנון הבסיסי מראה כי הפרמטרים התהליך קשורים ה המגבלות הנמוכות יותר של הפצות גראפן חלקיקים בגודל. הננו-מזהים הגראפן היו מסונתז על ידי קילוף נוזלי של הגרפיט בעזרת חומרים מסורמים17. בעוד המגבלות הנמוכות יותר של התפלגות הננו-חלקיק בגודל גראפן יכול להיות נשלט על ידי התאמת הפרמטרים במהלך קילוף, פחות תשומת לב משולם למגבלות העליונות של התפלגות ננו-חלקיק בגודל גראפן.
המטרה של עבודה זו היא לפתח פרוטוקול שניתן להשתמש בו כדי לסנתז את הננו-מזהי הגראפן עם הפצות בגודל הפתיתים הניתנים לשליטה. בגלל הקילוף הוא אחראי רק בגודל נמוך יותר של nanoflakes הנוצרים וכתוצאה מכך, צנטריפוגה נוספים מוצגת כדי לשלוט על מגבלת הגודל העליון של הננו-האגמים המתקבלים. עם זאת, השיטה המוצעת אינה ספציפית ל-גראפן ויכולה להיות מתאימה לכל תרכובות שכבות אחרות שאינן יכולות להיות מסונתז בשיטות מסורתיות.
Protocol
Representative Results
Discussion
יש לנו הציע מתודולוגיה עבור סינתזה הננו nanofluids עם הפצות לשליטה בגודל פתיתים. השיטה משלבת שתי הליכים: קילוף וצנטריפוגה. הקילוף שולטת בגודל נמוך יותר של חלקיקי חלקיקים, ו צנטריפוגה שולטת הגבול בגודל העליון של חלקיקי חלקיקים.
למרות שאנו המועסקים קילוף בשלב נוזלי של גרפיט כדי לי…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (גרנט No. 21776095), מדעי גואנגג’ואו וטכנולוגיה מפתח תוכנית (גרנט No. 201804020048), ו גואנג-דונג המעבדה לטכנולוגיה אנרגיה נקייה (גרנט No. 060301002). אנו מודים LetPub (www.letpub.com) על הסיוע הלשוני שלה במהלך הכנת כתב היד הזה.
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 |
Try the professional online HTML editor
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).
