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동결건조기에 의한 해면상 그래핀의 제조방법

2019-10-30

Latest company news about 동결건조기에 의한 해면상 그래핀의 제조방법

그래핀은 sp2 하이브리드 모드에서 탄소 원자가 밀접하게 혼합되어 형성된 벌집형 2차원 격자 구조의 라멜라 나노 물질입니다.그래핀은 2004년에 발견된 이후 우수한 물리적, 화학적 특성으로 연구자들의 관심을 끌었다.물리 화학, 재료 에너지, 생명 과학 및 정보 기술 분야에서 빠르게 연구 핫스팟이 되었습니다.그래핀의 특수한 단일 원자 층 구조는 매우 큰 비표면적을 제공하며 sp2 혼성화는 많은 놀라운 특성과 우수한 물리화학적 특성을 제공합니다.기계적 특성면에서 강도와 모듈러스가 높습니다.열적 특성에서 열전도율이 높습니다.전기적 특성 면에서 전기 전도성이 높습니다.또한 그래핀에는 다음과 같은 몇 가지 특별한 특성이 있습니다. 그래핀은 실온에서 양자 홀 효과와 강자성을 가지고 있습니다.

 

그래핀의 발견 이후, 과학 연구자들은 다양한 방법으로 그래핀을 제조하기 위해 노력해 왔다.현재 제조 원리에 따라 물리적 방법과 화학적 방법으로 나눌 수 있습니다.물리적 방법, 즉 기계적 박리 방법은 다시 마이크로 기계적 박리법과 용매 박리법으로 나눌 수 있다.화학적 방법에는 크게 흑연 산화물 환원법, 열분해 SiC법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법이 있다.

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오늘날, 3차원 그래핀의 제조는 연구자들의 큰 관심을 끌고 있다.3차원 그래핀은 일반적으로 열수-용매법으로 합성된다.이 과정에서 용매에 환원제를 첨가하여 일정 온도에서 흑연 산화물을 환원시켜 합성된 그래핀이 낮은 결정도와 부피 수축을 갖도록 한다.매듭이 생기기 쉽고 수확량이 많지 않습니다.그래핀을 동결건조하여 3차원 그래핀을 얻는 방법도 보고되어 있으나, 그래핀은 용매에 쉽게 용해되지 않아 덩어리가 발생한다.

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본 발명은 동결건조법에 의해 스폰지 그래핀을 제조하는 방법을 제공한다.이 방법으로 얻은 그래핀은 다공성이고 비표면적이 크며 3차원 스펀지 형상, 저밀도, 초경량 및 안정적인 구조를 가지며 흡착재 및 복합재로 응용이 확대될 수 있다.

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그래핀 동결건조기 장비

 

를 포함하는 동결건조법에 의한 스폰지 그래핀의 제조방법:

(1) 빙욕에서 원료의 초음파 혼합

15-60분 내에 초음파 농축 H2SO4를 얼음 욕조에 첨가한 다음 NaNO3를 추가한 다음 15-60분 내에 과망간산칼륨 KMnO4를 추가하고 과망간산칼륨이 첨가될 때까지 기다렸다가 반응을 시작하고 0.5-1시간, 온도를 확인합니다. 혼합 용액을 얻기 위해 시스템의 온도가 10℃보다 높지 않아야 합니다.

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(2) 수조에서 원료의 산화

상기 혼합물을 30-35℃의 수조에서 0.5-1.5시간 동안 교반하고, 혼합물에 탈이온수를 첨가하고, 95-100℃로 가열하고, 20-30분 동안 교반을 계속한 다음, 탈이온수 및 과산화수소 용액이 밝은 노란색이 될 때까지 첨가하고 기포가 발생하지 않고(산화흑연을 얻기 위해) 분리, 세척, 동결 건조하고 저압 열 스트리핑하여 스폰지 그래핀을 얻었다.(1) 단계에서 천연흑연, 농축 H2SO4, NaNO3, 과망간산칼륨 KMnO4의 비율은 2g: 50ml: 1g: 7g, 즉 약간 과량의 KMnO4와 농축 H2SO4를 넣고 흑연과 KMnO4를 천천히 첨가한다. 농축된 H2SO4.목적은 흑연이 나중 단계에서 충분히 산화되고 삽입되도록 하는 것입니다.

산화 흑연을 전구체로 사용하여 산화 흑연 수용액을 직접 동결 건조하여 샘플이 푹신한 상태를 유지하도록 합니다.마지막으로, 해면상 흑연 산화물을 박리하고 저압 열에 의해 환원시켜 해면상 그래핀을 수득한다.이 과정에서 온도, 압력 및 시간만 조정하면 됩니다.다른 매개 변수를 사용하여 형태와 특성이 다른 스폰지 그래핀을 얻을 수 있으며 독성 화학 환원제를 사용하지 않아 환경 오염을 피하고 대량 생산이 용이합니다.

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LTPM CHINA 제조사 그래핀 동결건조 케이스!

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그래핀 제조를 위한 동결건조기의 장점:

(1) 얻어진 그래핀은 다공성이고 비표면적이 크며 3차원 스펀지 형상을 나타내며 밀도가 낮고 초경량이며 구조적으로 안정하여 흡착제 및 복합재료로 사용될 수 있어 적용 가능성 확대;

(2) 진공 동결 건조 및 저압 열 스트리핑 환원 단계의 반응 매개변수를 변경함으로써 3차원 스폰지 그래핀의 거시적 형태, 미세 구조, 전도도 및 흡착 특성을 변경할 수 있습니다.

(3) 준비 과정이 간단하고 작동하기 쉽고 준비 주기가 짧고 빠르며 효율적입니다.

(4) 사용된 원료는 널리 공급되고 비용이 저렴합니다.친환경적이고 에너지 효율적이며 적용할 수 있습니다.

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LTPM CHINA에서 생산한 동결건조 백색 그래핀의 경우

 

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