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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 微米和纳米 » 学术讨论 » 石墨烯为什么会在水中发生不可逆团聚啊，快被老板的这个问题逼疯了，就差跳楼了
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海豚精灵

铁虫 (正式写手)

[求助] 石墨烯为什么会在水中发生不可逆团聚啊，快被老板的这个问题逼疯了，就差跳楼了已有9人参与

各位大虾们，请教大家为什么石墨烯会发生不可逆团聚，我只记得在文献中看到过，不知道原理，昨天给老板汇报课题，老板就问石墨烯为什么会发生不可逆团聚，我回答可能是范德华力大吧，或者是片太薄，然后老板就问那范德华力是多大呢，这个我以前在文献中查过，全都是提到石墨层间有范德华力，但是没给出过具体数值啊，然后也被老板问住了，老板对石墨烯不是特别了解，不过他总会用纳米颗粒去对比，另外石墨烯分散液可以用旋蒸来提高石墨烯分散液的浓度么？我的理解是不能，因为一加热肯定团聚，这一团聚就不行了，保定分散液就废了，可是老板让旋蒸来提高分散液的浓度，我觉得这方法不可行，大虾们，求教该怎么解释老板才会觉得我是对的呢？
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1楼2014-12-12 15:18:20
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
海豚精灵: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-12-15 09:12:47
小木虫: 金币+2, 帖子真精彩 2014-12-15 17:30:57
石墨烯是纳米材料，比表面积很大，很不稳定，根据热力学第二定律，它会通过自发的团聚来降低自身的能量，使自己变得较为稳定一些。要想提高石墨烯的稳定性，可通过添加适当种类和适量的表面活性剂，提高石墨烯颗粒在液相中的Zeta电位来实现这一目的。另外，悬浮液的浓度高了或温度提高了，颗粒之间的碰撞次数会加剧，产生絮凝沉降的概率也就增加了。即使非要浓缩液相，最好通过将低环境气压的方法，比如抽真空或强力风扇吹，而不是依靠加热提高温度的方法。
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2楼2014-12-12 16:31:15
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沐梅

铁虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
海豚精灵: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢，受教了 2014-12-16 09:12:59
其实就是一个简单的动力学稳定问题啊，怎么没人回答到点子上。
我画了个简单的示意图，你一看就明白了。
团聚的能量比较稳定，分散的能量比较高，原因前面的人已经回答了。但是一旦分散开以后，要再团聚需要跨过一个能垒，这个能垒可以是因为静电排斥，排空效应等等产生的。所以分散开以后的石墨烯是动力学稳定，但热力学不稳定的。如果给予足够的能量，比如加热或者浓缩，就有可能跨过这个能垒发生团聚。一旦团聚了，要跨过一个远大于之前的能垒才能再次分散，所以就是不可逆的团聚呗。

所有纳米粒子的团聚都是这样的原理，只不过纳米粒子如果有表面活性剂的话，分散态和团聚态能量差不多高，所以正反方向的能垒也差不多高。给一个正方向能跨过能垒的能量，那逆方向也可以跨过能垒，所以是可逆团聚呗。
石墨烯为什么会在水中发生不可逆团聚啊，快被老板的这个问题逼疯了，就差跳楼了
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20楼2014-12-16 06:24:52
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tcwpj2102

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
海豚精灵: 金币+5, ★有帮助 2014-12-15 09:12:59
同意上面牛人说的，不过，我想说的是你们老板是对的，旋蒸可以提高石墨烯分散液的浓度，只是不能抑制他的团聚而已，石墨烯本身的团聚有不能人为控制的，这是由于他本身有很强的表面张力使得其会自动聚集，只能通过化学方法对其进行改性，引入功能团就是一个方法！
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3楼2014-12-12 20:22:58
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tarowang

金虫 (著名写手)
重点是不可逆团聚啊，为什么楼上回答的直接无视这点了。碰撞引起的团聚不是不可逆的吧
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4楼2014-12-13 12:29:13
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F_liang

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
第一：谁告诉你石墨烯是可溶的了，仅仅一个单层碳原子怎么溶呢，本身就不溶何来溶解，哪来的不可逆团聚？彻底还原成纯的碳纳米材料就应该是沉淀吧
第二: 你所说的不可逆团聚指的是你做的带有缺陷和化学管能团的已经具有悬浮特性的石墨片。这并不是稳定的溶解，仅仅是分散，这种分散很容易被打破，无论分散的多么好，团聚都是必然的，只是快慢的问题。如果这种团聚不带有化学变化，团聚是必然的但也是可逆的。只是将已经团聚的碳纳米材料分开需要的条件你没找到。
第三：依据第二点，浓缩很简单。只要避免在其中的化学变化，怎么浓缩都无所谓。
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电化学
7楼2014-12-14 18:17:07
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普通回帖

绍敏郡主

木虫 (著名写手)
既然已经分散在水里了，那应该加了分散剂，在有分散剂的情况下，通过浓缩来提高浓度的方法不一定不行。就像前面有人说的，最好在相对低的温度下减压蒸馏。
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5楼2014-12-13 20:23:37
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orrinzh

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
楼主的石墨烯是用什么方法制备的，如果是氧化石墨烯团聚可以可逆，石墨烯团聚变成石墨，再变回来就难，可以通过热力学数据来说明，氧化石墨烯的表面和边缘有基团，我们做的一般很容易重新分撒。
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every thing is possible
6楼2014-12-14 15:47:03
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海豚精灵

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by tcwpj2102 at 2014-12-12 20:22:58
同意上面牛人说的，不过，我想说的是你们老板是对的，旋蒸可以提高石墨烯分散液的浓度，只是不能抑制他的团聚而已，石墨烯本身的团聚有不能人为控制的，这是由于他本身有很强的表面张力使得其会自动聚集，只能通过化 ...

我也给老板说了温度升高浓缩肯定会团聚，不想改性，因为想要的就是纯度高的石墨烯或者是性能好的石墨烯片
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8楼2014-12-15 09:02:07
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海豚精灵

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by F_liang at 2014-12-14 18:17:07
第一：谁告诉你石墨烯是可溶的了，仅仅一个单层碳原子怎么溶呢，本身就不溶何来溶解，哪来的不可逆团聚？彻底还原成纯的碳纳米材料就应该是沉淀吧
第二: 你所说的不可逆团聚指的是你做的带有缺陷和化学管能团的已经 ...

1.我没有提到过石墨烯是可溶的（确认），我说的是分散，不可逆团聚是我以前在文献中看到的，具体哪篇我也记不清了
2.我的主要问题是不可逆团聚的具体原因或者说是原理，不是不确定会不会发生团聚
3.我知道浓缩的方法，但是我担心的是浓缩会团聚
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9楼2014-12-15 09:08:19
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海豚精灵

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by orrinzh at 2014-12-14 15:47:03
楼主的石墨烯是用什么方法制备的，如果是氧化石墨烯团聚可以可逆，石墨烯团聚变成石墨，再变回来就难，可以通过热力学数据来说明，氧化石墨烯的表面和边缘有基团，我们做的一般很容易重新分撒。

我做的是石墨烯，液相剥离的方法，那不可逆团聚的热力学原因具体是什么呢，可能是我自己看的文献少，没看到原理性的分析为什么会发生不可逆团聚
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10楼2014-12-15 09:10:01
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