تولید گرافن با التراسونیک هموژنایزر

سامانه تولید گرافن
Graphene Production System
هنگامی که گرافیت لایه لایه شود لایه ها را گرافن می نامند.گرافن ایده ال از یک لایه اتمی در یک صفحه با پیوندهای کوالانسی بین اتم های کربن تشکیل می شود. در حالی که پیوند بین لایه ها پیوند واندروالسی است لذا به هر طریقی بتوان این پیوندها را جدا کرد می توان گرافن تولید کرد. هرچه تعداد لایه ها کمتر باشد تولید آن سخت تر و ارزش گرافن مربوطه بیشتر است. گرافن به روش های مختلفی تولید میشود، از جمله:
• لایه برداری در فاز مایع (LPE) به روش التراسونیک
• لایه برداری مکانیکی
• سنتز حلالی- حرارتی
• نانو لوله های کربنی جداشده
• سوسپانسیون مایع اکسید گرافن همراه با کاهش شیمیایی
• رشد هم بافته با دفع حرارتی اتم های سیلیس از سطح کاربید سیلیسیم
• رشد هم بافته رسوب دهی شیمیایی بخار بر روی فلزات انتقالی
بهترین روش تولید گرافن خالص با استفاده از التراسونیک هموژنایزر در محلول آب و اتانول است که محلول سبز به لحاظ زیست محیطی محسوب میشود. گرافن تولیدی با این روش هیچگونه آلودگی و ناخالصی ندارد.
با توجه به مزایای این روش، سامانه ای برای تولید گرافن به روش لایه برداری در فاز مایع Liquid phase) (exfoliation طراحی کرده و ساختیم. از آنجایی که در حین لایه سازی گرافیت اگر دما افزایش یابد، لایه های گرافن بعضا اکسید شده و ترکیبی از گرافن و اکسید گرافن تولید می شود. بنابراین، این فرآیند باید در دمای نزدیک به صفر درجه سانتیگراد انجام شود. به همین منظور از سیستم یخچال سردکن درطراحی و ساخت دستگاه استفاده شده است.
در سامانه تولید گرافن از یک التراسونیک هموژنایزر نیمه صنعتی مدل 1200، راکتور ویژه، محفظه محلول60 لیتری، سیستم یخچال با کنترلر دما و پمپ مغناطیسی برای چرخش مایع درحال فرآیند، استفاده شده است.