Как да промените повърхностните свойства на графитен прах с висока чистота?

Промяната на повърхностните свойства на графитен прах с висока чистота е решаващ аспект в различни промишлени приложения, тъй като може значително да подобри производителността и функционалността на праха. Като водещ доставчик на графитен прах с висока чистота, ние разбираме значението на тези модификации и имаме богат опит в тази област. В този блог ще изследваме няколко ефективни метода за модифициране на повърхностните свойства на графитен прах с висока чистота.

Химическо окисляване

Химическото окисляване е един от най -често срещаните методи за промяна на повърхността на графитен прах. Чрез лечение на графитен прах със силни окислителни средства като концентрирана сярна киселина, азотна киселина или смес от двете, кислородни функционални групи като хидроксил (-OH), карбоксил (-cooh) и карбонил (C = O) могат да бъдат въведени върху графитната повърхност.

Например, при типичен окислен процес графитен прах с висока чистота първо се смесва с концентрирана сярна киселина в реакционен съд при разбъркване. След това към сместа бавно се добавя малко количество калиев перманганат. Реакцията е екзотермична, така че са необходими правилни мерки за охлаждане, за да се контролира температурата. След реакцията сместа се разрежда с вода и се промива няколко пъти, за да се отстранят остатъчните киселини и соли. Накрая, окисленият графитен прах се суши при ниска температура.

Въвеждането на функционални групи, съдържащи кислород, увеличава повърхностната енергия на графитния прах, което го прави по -хидрофилен. Тази подобрена хидрофилност е полезна за приложения като композитни материали, където се желае по -добра дисперсия на графитен прах в полярна матрица. НашитеГрафитен оксид на прахе продукт, получен чрез подобен процес на химическо окисляване, който има отлична диспергируемост във водата и други полярни разтворители.

Повърхностно покритие

Повърхностното покритие е друг ефективен начин за модифициране на повърхностните свойства на графитен прах с висока чистота. Могат да се използват различни материали за покритие в зависимост от специфичните изисквания на приложението.

Полимерно покритие

Полимерите могат да бъдат покрити върху повърхността на графитен прах, за да се подобри съвместимостта му с полимерните матрици в композитни материали. Например, поливинилов алкохол (PVA) може да се разтвори във вода и да се смеси с графитен прах. Чрез процес на разбъркване и нагряване, PVA молекулите адсорбират върху графитната повърхност, образувайки тънък полимерен слой. След това този полимер -покрит графитен прах може лесно да бъде включен в композит на базата на PVA, подобрявайки механичните и електрическите свойства на композита.

Метално покритие

Металното покритие може да надари графитен прах с нови свойства като подобрена проводимост и каталитична активност. Физическото отлагане на пари (PVD) и електролизното покритие са два често срещани метода за метално покритие. При PVD металните атоми се изпаряват във вакуумна камера и се отлагат върху графитната прахова повърхност. Например, тънък слой сребро може да бъде отложен върху графитен прах, за да се подобри електрическата му проводимост. При електрически покритие графитният прах първо се сенсибилизира и активира и след това се потапя в разтвор за покритие, съдържащ метални йони. Намаляващото средство в разтвора намалява металните йони, което ги води до отлагане на графитната повърхност.

Плазмено лечение

Плазмената обработка е сравнително нов и ефективен метод за повърхностна модификация на графитен прах с висока чистота. В плазмената система за пречистване, газ като кислород, азот или аргон е йонизиран, за да образува плазма. Високите енергийни частици в плазмата, като йони и свободни радикали, взаимодействат с графитната повърхност, разрушават въглеродните връзки и създават активни места.

При използване на кислородна плазма, съдържащи кислород, съдържащи функционални групи, се въвеждат върху графитната повърхност, подобно на процеса на химическо окисляване. Азотната плазма може да въведе функционални групи, съдържащи азот, което може да подобри основата на графитната повърхност. Плазмата на аргона може да се използва за почистване на графитната повърхност и увеличаване на грапавостта на повърхността му, като по този начин засилва свойствата на адхезията.

Плазменото лечение има няколко предимства. Това е сух процес, което означава, че няма нужда от разтворители и може да се извършва при сравнително ниски температури. Това го прави подходящ за промяна на повърхността на графитен прах, без да причинява значително увреждане на кристалната му структура.

Механично активиране

Механичното активиране включва подлагане на графитния прах на механични сили с висока енергия, като смилане на топката. По време на смилането на топката графитните частици се сблъскват помежду си и с мелещите топчета, което води до счупване на графитни слоеве и излагане на нови повърхности.

Процесът на механично активиране може да увеличи специфичната повърхност на графитния прах и да въведе дефекти и активни места на повърхността. Тези дефекти и активни сайтове могат да реагират по -лесно с други вещества, улеснявайки по -нататъшните химически модификации. Например, след механично активиране, графитният прах може да бъде по -лесно окислен или покрит с други материали.

Приложения на модифициран графитен прах с висока чистота

Модифицираният графитен прах с висока чистота има широк спектър от приложения в различни индустрии.

Батерия

В литий - йонни батерии графитът обикновено се използва като аноден материал. Чрез промяна на повърхностните свойства на графитния прах, електрохимичните му характеристики могат да бъдат подобрени. Например, графитен анод с повърхностно покритие може да има по -добра стабилност на колоездене и по -голям капацитет. Модифицираният графит може също да подобри електролитния интерфейс - електродно, като намали съпротивлението и подобрява ефективността на заряда - изпускане на батерията.

Композитни материали

В композитни материали модифицираният графитен прах може да се използва за подобряване на механичните, електрическите и топлинните свойства на матрицата. Например, в полимер - графитен композит, модифицираният графитен прах с по -добра дисперсия може да действа като подсилващ пълнител, увеличавайки якостта и твърдостта на композита. В метален - графитен композит, модифицираният графит на повърхността може да подобри омокряемостта между метала и графита, подобрявайки цялостната производителност на композита.

Катализа

Модифицираният графитен прах може да се използва като поддръжка на катализатор. Повърхностните функционални групи и активните места на модифицирания графит могат да адсорбират и активират молекулите на реагента, подобрявайки каталитичната активност и селективността на катализатора. Например, графитен прах с метално покритие може да се използва като катализатор за реакции на хидрогениране.

Заключение

Промяната на повърхностните свойства на графитен прах с висока чистота е сложен, но възнаграждаващ процес. Чрез химическо окисляване, повърхностно покритие, плазмена обработка и механично активиране, повърхностните свойства на графитния прах могат да бъдат пригодени да отговарят на специфичните изисквания на различни приложения.

Като доставчик на графитен прах с висока чистота, ние предлагаме разнообразие от продукти, включителноЕстествен люспи графит на прахиСинтетичен графитен прах, което може да бъде допълнително модифицирано според вашите нужди. Ако се интересувате от нашите продукти или имате някакви въпроси относно повърхностната модификация на графитен прах, моля не се колебайте да се свържете с нас за поръчки и договори. Ние се ангажираме да ви предоставим висококачествени продукти и професионална техническа поддръжка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Li, H., & Wang, G. (2015). Повърхностна модификация на графитни материали за електрохимични приложения. Списание за електроаналитична химия, 752, 1 - 10.
2. Zhang, X., & Chen, Y. (2018). Напредък в технологиите за повърхностно покритие за графитни прахове. Напредък в материалознанието, 96, 203 - 235.
3. Liu, Y., & Yang, Z. (2020). Плазма - Асистирана повърхностна модификация на графитни материали: преглед. Плазмени процеси и полимери, 17 (3), 1900047.