Synthese von Graphen-Nanofluiden mit kontrollierbaren Flake-Größenverteilungen
Summary
Eine Methode zur Synthese von Graphen-Nanofluiden mit steuerbaren Flockengrößenverteilungen wird vorgestellt.
Abstract
Eine Methode zur Synthese von Graphen-Nanofluiden mit steuerbaren Flockengrößenverteilungen wird vorgestellt. Graphen-Nanoflakes können durch das Peeling von Graphit in der flüssigen Phase erhalten werden, und die Peeling-Zeit wird verwendet, um die unteren Grenzen der Graphen-Nanoflake-Größenverteilungzuteilungen zu kontrollieren. Die Zentrifugation wird erfolgreich eingesetzt, um die oberen Grenzen der Nanopartikelgrößenverteilungen zu kontrollieren. Ziel dieser Arbeit ist es, Peeling und Zentrifugation zu kombinieren, um die Graphen-Nanoflake-Größenverteilungen in den resultierenden Suspensionen zu steuern.
Introduction
Herkömmliche Methoden zur Synthese von Graphen-Nanofluiden verwenden häufig Beschallung, um Graphenpulver1 in Flüssigkeiten zu dispergieren, und die Beschallung hat sich bewährt, um die Größenverteilung von Graphen-Nanopartikeln zu ändern2. Da die Wärmeleitfähigkeit von Graphen von der Flockenlänge3,4abhängt, ist die Synthese von Graphen-Nanofluiden mit steuerbaren Flockengrößenverteilungen für Wärmeübertragungsanwendungen von entscheidender Bedeutung. Die kontrollierte Zentrifugation wurde erfolgreich auf flüssige exfoliierte Graphendispersionen angewendet, um Suspensionen in Fraktionen mit unterschiedlichen mittleren Flockengrößen5,6zu trennen. Unterschiedliche Klemmengeschwindigkeiten, die in der Zentrifugation verwendet werden, führen zu unterschiedlichen kritischen Setzpartikelgrößen7. Die Endgeschwindigkeit könnte verwendet werden, um große Graphen-Nanopartikel8zu eliminieren.
Kürzlich wurden größenkontrollierbare Methoden zur Synthese von Graphen über Flüssigphasenpeeling eingeführt, um die grundlegenden Probleme der herkömmlichen Methoden9,10,11, 12,13. Flüssiges Phasenpeeling von Graphit hat sich als eine effektive Möglichkeit erwiesen, Graphensuspensionen14,15,16, zu erzeugen, und der zugrunde liegende Mechanismus zeigt, dass die Prozessparameter grenzwerte für die Größenverteilungen von Graphen-Nanopartikeln. Die Graphen-Nanofluide wurden durch das flüssige Peeling des Graphites mit Hilfe von Tensiden17synthetisiert. Während die unteren Grenzen der Graphen-Nanopartikelgrößenverteilung durch Anpassen der Parameter während der Peeling-Form gesteuert werden könnten, wird weniger auf die oberen Grenzwerte der Graphen-Nanopartikelgrößenverteilung geachtet.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Protokoll zu entwickeln, das verwendet werden kann, um Graphen-Nanofluide mit kontrollierbaren Flockengrößenverteilungen zu synthetisieren. Da das Peeling nur für die untere Größengrenze der resultierenden Graphennanoflakes verantwortlich ist, wird eine zusätzliche Zentrifugation eingeführt, um die obere Größengrenze der resultierenden Graphennofseen zu kontrollieren. Die vorgeschlagene Methode ist jedoch nicht spezifisch für Graphen und könnte für alle anderen geschichteten Verbindungen geeignet sein, die nicht mit herkömmlichen Methoden synthetisiert werden können.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wir haben eine Methode zur Synthese von Graphen-Nanofluiden mit kontrollierbaren Flockengrößenverteilungen vorgeschlagen. Die Methode kombiniert zwei Verfahren: Peeling und Zentrifugation. Peeling steuert die untere Größengrenze der Nanopartikel und zentrifugieren die obere Größengrenze der Nanopartikel.
Obwohl wir flüssiges Phasenpeeling von Graphit zur Herstellung von Graphen-Nanopartikeln eingesetzt haben, sollten die folgenden Änderungen am Protokoll in Betracht gezogen werden. Zus…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Nature Science Foundation of China (Grant No. 21776095), dem Guangzhou Science and Technology Key Program (Grant No. 201804020048) und dem Guangdong Key Laboratory of Clean Energy Technology (Grant No. 2008A06010002) unterstützt. Wir danken LetPub (www.letpub.com) für seine sprachliche Unterstützung bei der Erstellung dieses Manuskripts.
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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