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“闪蒸”技术:低成本量产高分散氮化硼研究突破性进展
2022年07月13日    阅读量:1973     新闻来源:中国涂料在线 coatingols.com    |  投稿

近日,莱斯大学的科学家们通过“闪蒸”技术来合成石墨烯等物质时,发现使用非碳导电添加剂可以直接合成氮化硼,其“涡轮层”性质有利于机械剥离和更稳定的分散体,可作为膜添加剂提升材料的耐腐蚀性。


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大型电容器通过前驱体的直流放电已通过FJH工艺成功地将碳基起始材料转化为大量的“涡轮层”石墨烯


闪光焦耳加热(FJH,flashJouleheating)是此前莱斯大学开发的一种技术,它通过使用电容器组用高压电轰击碳粉,并在不到100毫秒的时间内将其加热到2725摄氏度以上,生产低缺陷的高质量石墨烯。


简单说,FJH不需要熔炉、溶剂、反应气体或净化步骤涂料在线coatingol.com。它也产生很少的多余热量,几乎所有的能量都被导入目标。除了碳,所有的元素都蒸发掉了。另外,它所生产的“涡轮层”石墨烯的错位特性使其在悬浮于水或其他溶剂中时易于分离,而通过剥离技术形成的石墨烯层则难以分离。科学家们指出,他们可以从几乎任何含有碳的物质中提取闪光石墨烯,如废弃食品、塑料垃圾、木屑、橡胶轮胎、生物炭、煤炭和炼油产生的石油焦。他们甚至用咖啡渣制作闪光石墨烯。样品中碳含量越高,就越容易转化为石墨烯,而且制造一克闪光石墨烯只需要7.2千焦耳的电能,成本极低。

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通过扫描电子显微镜看到的机械剪切闪光氮化硼颗粒。箭头表示施加到材料上的剪切力方向。


回到本次研究,研究人员希望将FJH用于制备氮化硼和碳氮化硼,两者都很难批量生产,而且几乎不可能以易溶解的形式生产。氮化硼柔软,因此经常用作润滑剂和化妆品添加剂,还存在于陶瓷和金属化合物中,以提高它们处理高温的能力。将氨硼烷(BH3NH3)与不同数量的炭黑一起送入闪蒸室,具体取决于所需的产品。然后对样品进行两次闪蒸,第一次用200伏电压对样品中的外来元素进行脱气,然后再用150伏电压完成该过程,总闪蒸时间不到一秒。


研究人员将闪蒸氮化硼与聚乙烯醇(PVA)混合,将化合物涂在铜膜上,并将表面暴露在硫酸浴中进行电化学氧化。与单独使用PVA或含有商用六方氮化硼的类似化合物相比,闪蒸化合物在保护铜方面的效果提高了92%以上。显微图像显示该化合物创造了“腐蚀性电解质的曲折扩散路径”以到达铜,并且还阻止了金属离子的迁移。


标签:石墨烯树脂行业资讯原材料
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