納米材料知識總結(jié)
1.氧化石墨烯分散液能用氫氧化鈉和鹽酸調(diào)pH嗎?
答:正常情況下,氧化石墨烯分散液顯示酸性,通過氫氧化鈉和鹽酸可以調(diào)節(jié)氧化石墨烯分散液的pH,此種操作會使得氧化石墨烯表面的Zate電位改變。添加適量的氫氧化鈉和鹽酸進行pH調(diào)節(jié)不會改變其分散性,但是加入過多,氧化石墨烯會發(fā)生聚集,從而降低其分散性,甚至可能造成不可逆的還原反應。
2.氧化石墨烯殼聚糖膜制備時如何才能較好的分散均勻?
答:將GO和殼聚糖分別分散,在其中一相中加入少量表面活性劑,然后將兩相均化后,采用強力的桿式超聲進行超聲分散即可。
3.用改進Hummers法制備GO,離心前是否可以超聲加速分散或提前超聲離心是否會造成損失?
答:超聲會促進氧化石墨的剝離,造成溶脹和溶解現(xiàn)象,經(jīng)過超聲剝離后的GO離心純化較難,最后造成GO損失較大。
4.氧化石墨烯的水溶性好嗎?為什么我得到的氧化石墨烯在水中分散有小顆粒?
正常情況下,氧化石墨烯的水溶液分散較好。氧化石墨烯在水中分散存在小顆粒,可能是因為含有一部分氧化不完全的氧化石墨碎渣,可通過離心除去;亦可以考慮采用強力超聲來提高剝離程度和GO的分散性能,在一定程度上可以減少黑色小顆粒。
5.氧化石墨烯的超聲分散使用的儀器是什么?我用的超聲細胞破碎儀,會不會破壞氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)啊?
答:超聲可以加速氧化石墨的分散,但是也會一定程度地破壞其結(jié)構(gòu),造成一定的影響,因而超聲時間不應過長。一般分散性能較好的GO用普通超聲機即可。分散性較差或放置時間較長的GO,可以采用細胞粉碎機(功率300W),10min的操作條件對GO的結(jié)構(gòu)破壞小一些。
6.氧化石墨烯在53kHz下超聲了一個半小時,底部還是有不少沉淀,如何使之分散均勻?
答:1.超聲分散并非時間越長越好 水浴溫度升高后會導致部分GO在超聲過程中被脫氧,反而導致分散性下降;
2.超聲分散的時候可以用滴管輔助攪拌將GO顆粒盡量打散開 非常有助于分散;
3.如果GO粉體分散效果較差,可以嘗試用細胞粉碎機或在分散液中添加少量氨水或正丁胺調(diào)節(jié)pH 有助于GO的分散。
7.氧化石墨烯粉體如何在有機溶劑中高效分散?
答:首先,GO粉體的干燥工藝對其分散性能影響較大,真空干燥得到的GO粉體相比冷凍干燥的GO粉體而言,其再分散性能較差。震蕩可使其變?yōu)閼腋∫?,但沒有真正實現(xiàn)分散、溶解。如果對于pH要求不嚴格,一般均可以通過少量胺類物質(zhì)進行調(diào)節(jié),改善其分散效果。
8.要將氧化石墨烯分散液添加到環(huán)氧富鋅底漆中,需要用什么稀釋劑既能稀釋環(huán)氧富鋅底漆,又能使石墨烯有效分散?
答:1.通常用甲苯和正丁醇,但兩者都無法獲得氧化石墨烯的溶液,只能考慮形成分散懸浮液使用;
2.定向?qū)κ┻M行有機體系分散改性或功能化改性;
3.直接采購與環(huán)氧富鋅底漆溶劑體系相同的石墨烯分散液或漿料。
9.你們的產(chǎn)品會出現(xiàn)用大功率超聲也不能完全分散的現(xiàn)象么?
答:產(chǎn)品超聲一般是用水浴超聲,超聲功率一般在80-100w就可以,超聲時間10分鐘就可以。我們自己使用超聲功率60-80w,室溫,2分鐘就可以分散,想要剝離得更好,建議低溫10分鐘超聲。
13.氧化石墨烯在堿溶液中會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象嗎?
答:堿性條件下發(fā)生團聚是有條件的,弱堿性下可以穩(wěn)定存在,但是PH超過11容易發(fā)生團聚,原因可能與GO和金屬離子的吸附改變了片層的zeta電勢有關,從而導致片層相互吸引,這與GO呈負zeta電勢是一致的;在堿性溶液中加熱條件下確實會發(fā)生脫氧,但是如果因為改變PH值發(fā)生顏色加深的話,并不是簡單的脫氧反應,可能跟里面的電子共軛程度有關。
10.制備的聚乙二醇修飾氧化石墨烯干燥前在水中分散性良好,經(jīng)-80℃預冷再真空冷凍干燥得到海綿狀干燥物,且不能復溶,超聲后仍未見效,請問是什么問題?
答:有可能是較高分子量的聚乙二醇與高表面能的氧化石墨烯產(chǎn)生了粘附現(xiàn)象,并同時形成了層間的粘附,通常選用低分子量的聚乙二醇就可以減少上述現(xiàn)象。
11、石墨烯和石墨在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別?
答:石墨是由一層層蜂窩狀有序排列的平面碳原子構(gòu)成的。當把石墨片層剝成單層之后,這種只有一個單原子層的石墨薄片稱為單碳層石墨烯。
12、單層石墨烯的厚度是多少?
答:0.335 nm,大約是頭發(fā)絲的二十萬分之一。
13、石墨烯、碳納米管、炭黑在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別?
答:微觀上石墨烯為二維薄片狀,碳納米管為一維線狀,炭黑為零維粒子狀。
14、氧化石墨烯用Hummer法制備需要哪些化學物質(zhì)?
答:濃硫酸、高錳酸鉀、蒸餾水、雙氧水等。
15、石墨烯耐溫嗎?
答:石墨烯的主要成分是碳,并且具有穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu),比一般高分子材料的耐熱溫度還高。