超声波石墨烯制备剥离设备的效率研究

　　超声波可以在有机溶剂、表面活性剂/水溶液或离子液体中制备石墨烯。这意味着可以避免使用强氧化或还原剂。科学家曾在超声作用下通过剥离产生了石墨烯。超声波处理浓度为1mg/ml石墨烯氧化物的熔液，AFM图像显示总是存在具有均匀厚度的薄片(1nm)，这些良好的氧化石墨烯剥离样品中没有厚度大于1nm或厚度小于1nm的石墨烯薄片，由此得出结论，在这些条件下，实现了氧化石墨烯全剥落得到单个氧化石墨烯薄片。
 

　　在超声波石墨烯制备剥离设备的处理过程中，剥离力来源于液相中空化气泡的形成。空化引发的气泡分布在石墨粉片层中，当这些气泡破碎，微型气流与振动波立即作用于石墨粉表面，导致应力波沿着石墨粉片层扩展下去。根据应力波理论，一旦压缩波在石墨粉界面传播，应力波会反射回来作用于本体。因此，许多微型气泡的破碎会导致强烈的应力作用于石墨粉片层之间，就像强有力的“吸盘”一样，来剥离石墨粉片层。
 

　　关于超声剥离石墨烯的效率，无论是超声浴或者超声杆，如果超声振动源的位置是固定的，液相中的空穴区域也是固定的。这样终并不能够实现有效剥离：
 

　　强空穴区域的石墨粉会被剥离很多次，而低空穴强度区域的石墨粉是完好无损的。特别是如果溶液中最初石墨粉的浓度非常高，部分石墨粉会沉降在容器底部，保持未剥离的状态。所以，一个移动的空穴区域或者超声过程中伴随搅拌有利于于剥离效率的提升。