
石墨烯分散液是將石墨烯通過(guò)特殊處理方法,使其均勻分散在液體介質(zhì)中形成的穩(wěn)定體系。液體介質(zhì)可以是水、有機(jī)溶劑等,為了提高石墨烯在液體中的分散穩(wěn)定性,通常還會(huì)加入表面活性劑等添加劑。石墨烯分散液一般應(yīng)用材料科學(xué)領(lǐng)域:用于制備石墨烯復(fù)合材料,如與高分子材料混合可制備出高性能材料,具有良好的耐磨性、硬度和模量。表面涂料領(lǐng)域:用作表面涂料的添加劑,可改善涂層的性能,如提高涂層的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度,還可用于制備導(dǎo)電涂料和防腐涂料等。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:具有較好的生物相容性和生物活性,可制備生物傳感器用于檢測(cè)生物分子,還可作為藥物控釋材料,調(diào)節(jié)藥物的釋放速率和時(shí)間。
以下是幾個(gè)那艾儀器噴霧干燥機(jī)制備石墨烯分散液的案例:
案例一:半導(dǎo)體、電池材料等行業(yè)對(duì)高性能石墨烯材料需求增長(zhǎng),傳統(tǒng)干燥方式存在效率低、易使石墨烯團(tuán)聚等問(wèn)題。
過(guò)程:采用自主研發(fā)的超高速離心霧化器,配備高精度無(wú)刷直流電機(jī)和智能變頻調(diào)速控制器,轉(zhuǎn)盤圓周速度穩(wěn)定控制在 230 米 / 秒以上。創(chuàng)新設(shè)計(jì)特殊導(dǎo)流槽霧化盤,使石墨烯前驅(qū)體溶液分布均勻,霧滴粒徑細(xì)小、均一。干燥室運(yùn)用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)模擬技術(shù),設(shè)計(jì)三維立體式導(dǎo)流板,使熱空氣形成均勻、穩(wěn)定氣流場(chǎng)。此外,還引入微波輔助加熱和紅外加熱技術(shù),基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)智能化干燥過(guò)程控制。
結(jié)果:在半導(dǎo)體行業(yè),用該設(shè)備干燥的石墨烯材料制備出的晶體管性能大幅提升;在電池材料領(lǐng)域,石墨烯負(fù)極材料加快了鋰離子電池的充電速度,延長(zhǎng)了循環(huán)壽命。
案例二:為滿足石墨烯在復(fù)合材料中應(yīng)用的需求,需要制備高質(zhì)量的石墨烯分散液。
過(guò)程:將氧化石墨烯溶液作為前驅(qū)體,加入適量的表面活性劑以降低表面張力。然后將溶液送入噴霧干燥機(jī),采用離心噴霧方式,控制噴霧速度、干燥溫度和進(jìn)氣量等參數(shù)。通過(guò)調(diào)整這些參數(shù),使氧化石墨烯溶液在霧化后迅速干燥,形成石墨烯粉末或顆粒,同時(shí)保持其結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定性。
結(jié)果:得到的石墨烯粉末粒度均勻,在后續(xù)制備復(fù)合材料時(shí),能夠均勻地分散在基體材料中,有效提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能。
案例三:某企業(yè)的石墨烯水分散液制備
過(guò)程:以天然鱗片石墨為原料,通過(guò)氧化、超聲剝離等方法制備出氧化石墨烯水分散液。將該分散液加入噴霧干燥機(jī)中,設(shè)置合適的進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和物料流量。在噴霧干燥過(guò)程中,水分迅速蒸發(fā),氧化石墨烯形成細(xì)小的顆粒。然后對(duì)這些顆粒進(jìn)行還原處理,得到石墨烯水分散液。
結(jié)果:制備出的石墨烯水分散液具有良好的穩(wěn)定性和分散性,可直接添加到水性涂料中,提高了涂料的防腐性能和導(dǎo)電性能,滿足了市場(chǎng)對(duì)高性能水性涂料的需求。
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