机械剥离法制备石墨烯分散机

机械剥离法制备石墨烯分散机   剥离法制备石墨烯用研磨分散机    剥离法制备石墨烯用高剪切分散机     液相直接剥离法制备石墨烯机械设备

（洽谈：1-7-3-6-8-3-4-7-9-6-0）

石墨晶体中层与层之间相隔0.340nm，距离较大，是以范德华力结合起来的。计算结果表明，在石墨晶体中相邻两层石墨烯之间的范德华力作用力约2eV/nm2，因此石墨片层很容易在机械力的作用下剥离。

液相直接剥离法,石墨烯研磨分散机,德国液相直接剥离法制备石墨烯研磨分散机,ZKE液相直接剥离法制备石墨烯研磨分散机是是利用剪切力（shear force）、摩擦力或冲击力（impactforce）将粉体由大颗粒粉碎剥离成小颗粒。

分散：纳米粉体被其所添加溶剂、助剂、分散剂、树脂等包覆住，以便达到颗粒*被分离（separating）、润湿（wetting）、分布（distributing）均匀及稳定（stabilization）目的。

液相直接剥离法制备石墨烯研磨分散机通常直接把石墨或膨胀石墨（EG)（一般通过快速升温至1000℃以上把表面含氧基团除去来获取）加在某种有机溶剂或水中, 借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。Coleman等参照液相剥离碳纳米管的方式将石墨分散在N-甲基吡咯烷酮（NMP）中, 超声1h后单层石墨烯的产率为1%, 而长时间的超声(462h)可使石墨烯浓度高达1.2mg/mL, 单层石墨烯的产率也提高到4%[17]。 他们的研究表明, 当溶剂的表面能与石墨烯相匹配时, 溶剂与石墨烯之间的相互作用可以平衡剥离石墨烯所需的能量, 而能够较好地剥离石墨烯的溶剂表面张力范围为40~50mJ/m²；Hamilton 等。把石墨直接分散在邻二氯苯（表面张力:36.6mJ/m²）中, 超声、离心后制备了大块状（100~500nm）的单层石墨烯；Drzal 等[利用液−液界面自组装在中制备了表面高度疏水、高电导率和透明度较好的单层石墨烯。为提高石墨烯的产率, 近Hou 等发展了一种称为溶剂热插层（solvothermal-asssisted exfoliation）制备石墨烯的新方法（图2-5），该法是以EG为原料, 利用强极性有机溶剂乙腈与石墨烯片的双偶极诱导作用（dipoleinduceddipole interaction）来剥离、分散石墨, 使石墨烯的总产率提高到10%~12%。同时, 为增加石墨烯溶液的稳定性, 人们往往在液相剥离石墨片层过程中加入一些稳定剂以防止石墨烯因片层间的范德华力而重新聚集。

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分散方法主要有：
  研磨分散：利用三辊机或多辊机的辊与辊速度的不同，将研磨料投入加料辊(后辊)和中辊之间的加料沟，二辊以不同速度内向旋转，部分研磨料进入加料缝并受到强大的剪切作用，通过加料缝，研磨料被分为两部分，一部分附加在加料辊上回到加料沟，另一部分由中辊带到中辊和前辊之间的刮漆缝，在此又一次受到更强大的剪切力作用。经过刮漆缝，研磨料又分成两部分，一部分由前辊带到刮处，落入刮漆盘，另一部分再回到加料沟，如此经几次循环，可达到分散的目的。但用三辊机或多辊机进行处理效率低，能耗高，满足不了大生产的需求。
  

球磨分散：通过球磨机中磨球之间及磨球与缸体间相互滚撞作用，使接触钢球的粉体粒子被撞碎或磨碎，同时使混合物在球的空隙内受到高度湍动混合作用而被均匀地分散。

砂磨分散：砂磨是球磨的外延。只不过研磨介质是用微细的珠或砂。砂磨机可连续进料，纳米粉体的预混合浆通过圆筒时，在筒中受到激烈搅拌的砂粒所给予的猛烈的撞击和剪切作用，使得纳米氧化物能很好地分散在涂料中，分散后的浆离开砂粒研磨区通过出口筛，溢流排出，出口筛可挡住砂粒，并使其回到筒中。通过球磨机和砂磨机分散能取得较好的分散效果及物料细度，但球磨机和砂磨机同样无法避免处理效率低，能耗高的缺点。 

分散机的特点及作用：
1.分散机的分散盘下方呈层流状态，不同流速的浆料层互相扩散，起到分散作用。高速分散机具有液压升降、360度回转、无级调速等多种功能。可同时配置2-4只容器，液压升降行程1000﹍、360度回转功能能更好的满足一机多用，能够在很短的时间内从一个缸变换到另一个缸进行作业，分散机极大的提高了工作效率，同时也降低了人工劳动强度。
2.分散机主要是针对不同粘度浆状的液体原料进行粉碎、分散、乳化、混合，通过分散盘上下剧齿的高速运转的新型高效搅拌设备，对物料进行高速的强烈的剪切、撞击、粉碎、分散，达到迅速混合、溶解、分散、细化的功能。进料区，同时从轴向吸人工作腔。
(1)分散机物料不断地从径向高速射出，在物料本身和容器壁的阻力下改变流向，与此同时在转子区产生的上、下轴向抽吸力的作用下，又形成上、下两股强烈的翻动紊流。物料经过数次循环，终完成分散过程。
(2)强劲的离心力将物料从径向甩入定、转子之间狭窄精密的间隙中，同时受到离心挤压、液层摩擦、液力撞击等综合作用力，物料被初步分散。
(3)分散机高速旋转的转子产生至少15m/s以上的线速度，物料在强烈的液力剪切、液层磨擦、撕裂碰撞等作用下被充分分散破碎，同时通过定子槽高速射出。
3.分散机采用无级调速：有电磁调速、变频调速（如用于水性涂料）及防爆变频调速（如用于油性涂料）等多种形式。无级调速功能能充分满足各工艺过程中不同的工艺要求，可以根据不同的工艺阶段选择不同的转速。粉体不加助剂、对晶包完整性要求较高的物料不适用。
4.分散机在分散盘边缘2.5-5mm处形成湍流区，浆料及粒子受到强烈剪切及冲击。

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