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  石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光；導熱系數(shù)高達5300W/m，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm²/Vs，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10^-8Ω/m，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。石墨烯材料優(yōu)異的物理和結構特性使其在電子、傳感、涂料和光電器件等多領域表現(xiàn)出非凡的應用潛力。

  目前石墨烯的各類合成技術都已經成熟，現(xiàn)有的石墨烯材料大多采用氧化還原法制備。氧化還原法制備石墨烯材料具有操作簡單，產物可加工性好等優(yōu)點。但是石墨烯材料難以在其他基體中分散，是制約其大規(guī)模應用的難點，需要一種能很好松團、分散的設備進行處理后才能發(fā)揮其真正優(yōu)良的特性。

圖1 石墨烯的結構

超高壓均質作為現(xiàn)如今最為先進的濕法高壓分散技術，為石墨烯材料的上述問題提供了非常好的納米均質解決方案，可以解決粒徑細化和分散均一的問題。

1. TRILOS超高壓納米均質機介紹：

  TRILOS超高壓納米均質機采用高壓噴射原理，能夠在短時間內產生巨大的剪切力，碰撞力，氣穴力，從而將大量能量集中作用于物料，使物料的成分以完全的均質的狀態(tài)存在，能夠大幅提升效率。通過調控均質機來達到理想的粒徑分布效果，且不會產生金屬材料污染，可實現(xiàn)實驗研發(fā)到大生產的線形放大，為石墨烯等高價值材料提供可靠的技術方案。

  TRILOS超高壓納米均質機不堵不漏，采用10寸工業(yè)觸控屏，可實時監(jiān)控壓力曲線圖，最高壓力可達4000bar。

圖2 均質機原理圖

圖3 各型號的TRILOS超高壓納米均質機

2. 實驗描述：

　  首先，用MICCRA D-9高剪切分散機預處理石墨烯分散液。

圖4 MICCRA D-9高剪切分散機

  然后，將預處理后的石墨烯分散液放入TRILOS ND100超高壓納米均質機進行實驗。其中，壓力：1500-2000bar；處理次數(shù)：3次。

圖5 超高壓均質實驗

  超高壓產生能量瞬間的轉化，引發(fā)劇烈的空化、爆破、碰撞、剪切等效應，使分子間的非極性共價鍵斷裂，在瞬時高壓釋放的時候，石墨烯片變薄，對應的溶液可以穩(wěn)定分散。

圖6 石墨烯分散效果電鏡圖

3. 結論

  采用TRILOS超高壓納米均質機，可穩(wěn)定分散石墨烯溶液，達到了比較先進的水平。此外，也可接入在線粘度計、在線粒度儀和在線近紅外分析儀等儀器進行實時在線監(jiān)控，為研發(fā)和工藝人員對產品的進一步生產提供迅速的判斷依據(jù)。

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