अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र मशीन द्वारा ग्राफीन को कैसे फैलाएं?

अल्ट्रासोनिक समरूप करने वाली मशीन द्वारा ग्राफीन को कैसे फैलाया जाता है?

चूंकि ग्राफाइट के विशेष गुण ज्ञात हैं, इसलिए इसकी तैयारी के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं।एक बहु-चरण प्रक्रिया में ग्राफीन ऑक्साइड से ग्राफीन के रासायनिक उत्पादन के अलावाइसके अतिरिक्त, बहुत मजबूत ऑक्सीकरण और घटाने वाले एजेंटों की आवश्यकता होती है।इन कठोर रासायनिक परिस्थितियों में तैयार ग्राफीन में अक्सर अन्य तरीकों से प्राप्त ग्राफीन की तुलना में कमी के बाद भी बड़ी संख्या में दोष होते हैंहालांकि, अल्ट्रासाउंड एक सिद्ध वैकल्पिक विधि है जो बड़ी मात्रा में उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन का उत्पादन कर सकती है। अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं द्वारा विकसित विधियां थोड़ा भिन्न होती हैं, लेकिन सामान्य तौर पर,ग्राफीन का उत्पादन केवल एक चरण में पूरा किया जा सकता है.

01 ग्राफीन का प्रत्यक्ष छीलना
अल्ट्रासाउंड कार्बनिक सॉल्वैंट्स, सर्फेक्टेंट/जलीय घोल या आयनिक तरल पदार्थों में ग्राफीन तैयार कर सकता है। इसका मतलब है कि मजबूत ऑक्सीकरण या घटाने वाले एजेंटों के उपयोग से बचा जा सकता है।(2007) ने अल्ट्रासाउंड के तहत छीलने से ग्राफीन का उत्पादन किया1mg/ml की एकाग्रता के साथ ग्राफीन ऑक्साइड के समाधान का अल्ट्रासोनिक उपचार, AFM छवियों से पता चलता है कि हमेशा समान मोटाई (1nm) के फ्लेक्स होते हैं,और इन अच्छे ग्राफीन ऑक्साइड छीलने के नमूनों में 1 एनएम से अधिक या 1 एनएम से कम मोटाई के साथ कोई ग्राफीन फ्लेक्स नहीं हैंयह निष्कर्ष निकाला गया है कि इन परिस्थितियों में, एकल ग्राफीन ऑक्साइड फ्लेक्स प्राप्त करने के लिए ग्राफीन ऑक्साइड का पूर्ण छीलने प्राप्त किया जाता है।

02 अल्ट्रासोनिक ग्राफीन उपचार...

एक विशिष्ट ग्राफीन उत्पादन प्रक्रिया का उदाहरण देने के लिएः द्रव कार्बनिक एसिड, शराब और पानी के मिश्रण में ग्राफाइट जोड़ा जाता है, और मिश्रण को फिर अल्ट्रासोनिक विकिरण के संपर्क में लाया जाता है।एसिड ग्राफीन शीट को मूल ग्राफाइट से अलग करने के लिए एक "आणविक कंकड़" के रूप में कार्य करता हैइस सरल प्रक्रिया के द्वारा पानी में फैली हुई उच्च गुणवत्ता वाली ग्रेफीन की एक बड़ी मात्रा का उत्पादन होता है।

03 ग्राफीन शीट तैयार करना
A large amount of pure graphene sheets were successfully prepared in the production process of non-stoichiometric TiO2 graphene nanocomposites by thermally hydrolyzing a suspension of graphene nanosheets and titanium dioxide peroxide complexesशुद्ध ग्राफीन नैनोशीट को प्राकृतिक ग्राफाइट से 5 बार के उच्च दबाव वाले अल्ट्रासोनिक रिएक्टर में अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर द्वारा उत्पन्न उच्च तीव्रता वाले गुहा क्षेत्र का उपयोग करके बनाया गया था।परिणामी ग्राफीन शीट में एक उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं और फोटोकैटालिटिक गतिविधि में सुधार के लिए TiO2 के लिए एक अच्छे वाहक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता हैअल्ट्रासोनिक रूप से तैयार किए गए ग्राफीन की गुणवत्ता हम्मर विधि द्वारा प्राप्त की गई तुलना में बहुत अधिक है, जिसमें ग्राफाइट को छीलकर ऑक्सीकृत किया जाता है।चूंकि अल्ट्रासोनिक रिएक्टर के अंदर भौतिक परिस्थितियों को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है और यह मानते हुए कि एक डोपेंट के रूप में ग्राफीन की एकाग्रता 1-0 की सीमा में भिन्न होगी.001%, ग्राफीन का उत्पादन वाणिज्यिक पैमाने पर निरंतर प्रणाली में संभव है।

04 ग्राफीन ऑक्साइड का अल्ट्रासोनिक उपचार
अल्ट्रासोनिक विकिरण का उपयोग करके ग्राफीन ऑक्साइड (जीओ) परतों की तैयारी की प्रक्रिया। 200 मिलीलीटर डीआयनयुक्त पानी में 25 मिलीग्राम ग्राफीन ऑक्साइड पाउडर को निलंबित किया गया था।मिश्रण के द्वारा एक विषम रंग का भूरा सस्पेंशन प्राप्त किया गयापरिणामी सस्पेंशन का अल्ट्रासोनिक उपचार (30 मिनट, 1.3×105J) किया गया और सूखने के बाद (373K), अल्ट्रासोनिक उपचारित ग्राफीन ऑक्साइड तैयार किया गया।एफटीआईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी से पता चला कि अल्ट्रासोनिक उपचार से ग्राफीन ऑक्साइड के कार्यात्मक समूहों में कोई बदलाव नहीं आया.

05 ग्राफीन शीटों का कामकाज
Xu and Suslick (2011) ने पॉलीस्टायरिन फंक्शनलाइज्ड ग्राफाइट तैयार करने के लिए एक-चरण विधि का वर्णन किया। अपने अध्ययन में, उन्होंने ग्राफाइट फ्लेक्स और स्टायरिन का उपयोग बुनियादी कच्चे माल के रूप में किया।स्टायरिन (प्रतिक्रियाशील मोनोमर) में ग्राफाइट फ्लेक्स के अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा, अल्ट्रासोनिक विकिरण ने ग्राफाइट फ्लेक्स को एकल-परत और कुछ-परत वाले ग्राफीन फ्लेक्स में मैकेनोकैमिकल छीलने का कारण बना।पॉलीस्टायरेन चेन के साथ ग्राफीन शीटों की कार्यक्षमता प्राप्त की गईइसी प्रकार की कार्यक्षमता प्रक्रिया अन्य ग्राफीन आधारित कम्पोजिट सामग्री विनाइल मोनोमर के साथ भी की जा सकती है।

कार्बन नैनोस्क्रॉल तैयार करना
कार्बन नैनोस्क्रॉल बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूबों के समान हैं। बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूबों के साथ अंतर खुले सिर और अन्य अणुओं के लिए आंतरिक सतह की पूर्ण पहुंच है।वे गीले रासायनिक रूप से पोटेशियम के साथ ग्राफाइट के इंटरकेलेशन द्वारा संश्लेषित होते हैं, पानी में छीलने और कोलोइडल सस्पेंशन का अल्ट्रासोनिक उपचार।अल्ट्रासाउंड-सहायता वाले ग्राफीन मोनोलेयर को 80% तक के रूपांतरण दक्षता के साथ कार्बन नैनोट्यूबों में लपेटना वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए नैनोट्यूबों के उत्पादन को एक गर्म विषय बनाता है.

07 ग्राफीन फैलाव
ग्राफीन और ग्राफीन ऑक्साइड की फैलाव की डिग्री ग्राफीन की पूरी क्षमता और इसके विशिष्ट गुणों का लाभ उठाने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।यदि ग्राफीन नियंत्रित परिस्थितियों में फैला नहीं है, ग्राफीन फैलाव की पॉलीडिस्पेरिटी एक बार एक उपकरण में शामिल होने के बाद अप्रत्याशित या गैर-आदर्श प्रभावों का कारण बन सकती है, क्योंकि ग्राफीन के गुण इसके संरचनात्मक मापदंडों के साथ भिन्न होते हैं।Sonication एक सिद्ध उपचार विधि है कि interlayer बलों को कमजोर कर सकते हैं और महत्वपूर्ण प्रसंस्करण मापदंडों के सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है"ग्राफीन ऑक्साइड (जीओ) के लिए, जिसे आमतौर पर एकल-परत शीट के रूप में छीला जाता है, बहु-विसारकता की मुख्य चुनौतियों में से एक फ्लेक्स के पार्श्व क्षेत्र में भिन्नता के कारण है।ग्राफीन कच्चे माल और sonication की स्थिति को बदलकरग्रेफीन का अल्ट्रासोनिक फैलाव कई अन्य अध्ययनों में सूक्ष्म और यहां तक कि कोलोइडल स्लरीज का उत्पादन करने के लिए प्रदर्शित किया गया है।