凍結乾燥器による海綿状のgrapheneを準備するための方法

Grapheneは密接にsp2雑種モードの炭素原子を混合することによって形作られる蜜蜂の巣の二次元の格子構造の薄板のnano-materialである。2004年に発見、grapheneが優秀で物理的な、化学特性を持つ研究者の注意を引き付けたので。それは急速に物理化学、物質的なエネルギー、生命科学および情報技術の分野の研究のホットスポットになった。Grapheneの特別なmonoatomic層状構造はそれに非常に大きい比表面積区域を与え、sp2交配はそれに多くのすばらしい特性および優秀で物理化学的な特性を与える。機械特性の点では、それに高力および高い係数がある;熱特性では、それに高い熱伝導性がある;電気特性の点では、それに高い電気伝導率がある。さらに、Grapheneにある特別な特性が、のようなある:Grapheneに室温で量のホール効果および強磁性がある。

grapheneの発見以来、科学的な研究者はずっと異った方法によってgrapheneを準備することを試みている。現在、準備の原則に従って、それは物理的な方法および化学方法に分けることができる。物理的な方法、機械皮のすなわち、方法はマイクロ機械皮をむく方法および支払能力がある皮をむく方法に、更に分けることができる。化学方法は主にグラファイトの酸化物の減少方法、熱分解SiC方法および化学気相堆積（CVD）方法が含まれている。

今日、三次元grapheneの準備は研究者からの大きい興味を引き付けた。三次元grapheneは通常熱水溶媒方法によって総合される。このプロセスでは総合されたgrapheneに低い結晶化度および容積の収縮があるようにある特定の温度でグラファイトの酸化物を減らすために、還元剤は溶媒に加えられる。それは結ぶことに傾向があり、収穫は高くない。そこにまた三次元grapheneを得るためにgrapheneを凍結乾燥させている方法を報告されたがgrapheneは溶媒で容易に分解しないし、こうしてアグロメレーションは起こる。

発明は凍結乾燥方法によって海綿状のgrapheneを準備するために方法を提供する。方法によって得られるgrapheneは多孔性で、大きい比表面積区域があったり、三次元スポンジの形、低密度、ultra-lightおよび安定した構造があり、吸着材料として使用することができ、複合材料は適用を広げる。

Grapheneの凍結乾燥器装置

構成する凍結乾燥方法による海綿状のgrapheneを準備するための方法:

（1）氷浴の原料の超音波混合

自然なグラファイトを15-60minの氷浴超音波集中されたH2SO4に、そして加えたりNaNO3を、そして加えたり15-60minの加えられるべき過マンガン酸カリウムのための待ち時間の過マンガン酸カリウムKMnO4を始めたり反作用、0.5-1hを加えなさい、10℃より高くない混合された解決を得るためにシステムの温度がことを確認しなさい;

（2）湯せんの原料の酸化

上の混合物は0.5-1.5 hのための30-35℃の湯せんでかき混ぜられる、脱イオンされた水は95-100℃に熱される混合物に加えられるかき混ぜることは20-30分の間、それから脱イオンした水を続き、解決が明るい黄色を回したまで過酸化水素は海綿状のgrapheneを得るために除去する低圧熱に、泡発生し（グラファイトの酸化物を得るため）、次に分かれて、洗浄され、凍結乾燥し、そして服従した加えられない。ステップ（1）の自然なグラファイト、集中されたH2SO4、NaNO3および過マンガン酸カリウムKMnO4の比率は2gである:50ml:1g:7gのKMnO4のすなわち、わずかな超過分および集中されたH2SO4、およびグラファイトおよびKMnO4は集中されたH2SO4にゆっくり加えられる。目的はグラファイトが十分に酸化し、後の段階で挿入されることを保障することである。

前駆物質としてグラファイトの酸化物を使用してサンプルが柔らかく残ることを保障するために、グラファイトの酸化物の水溶液は直接凍結乾燥している。最後に、海綿状のグラファイトの酸化物は低圧熱によって海綿状のgrapheneを得るために除去され、減る。調節されるこのプロセス、温度だけ、圧力および時間の必要性。異なった形態および特性が付いているスポンジのgrapheneは他の変数と得ることができ環境汚染を避け、大量生産を達成して容易である有毒な化学薬品の還元剤は使用されない。

LTPM中国の製造業者のgrapheneによって凍結乾燥させている箱!

grapheneの準備のための凍結乾燥機の利点:

（1）得られたgrapheneは多孔性で、大きい比表面積区域があり、三次元スポンジの形を表わし、低密度があり、ultra-lightそして構造的に安定した、そしてそれにより適用見通しを広げる吸着性材料および複合材料として、使用することができる;

（2）真空の凍結乾燥および低圧熱除去の減少の段階の反作用変数の、三次元海綿状のgrapheneのマクロスコピック形変更によって、微細構造、伝導性および吸着特性は変えることができる;

（3）準備プロセスは簡単、作動すること容易であり準備周期は短く、速く有効である;

（4）使用される原料は費用で広く供給され、低い。それは環境に優しく、エネルギー効率が良く、適用することができる。

凍結乾燥させた白いgrapheneの場合はLTPM中国によって作り出した