超聲波石墨烯分散石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的世界上薄、硬的二維材料，其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性，在各大領(lǐng)域都有重要的作用。自然狀態(tài)下不存在單層石墨烯材料一般以三維的石墨存在，要在石墨中提取單層石墨烯變得非常重要。超聲波石墨烯分散也稱超聲波石墨烯剝離，使用氧化石墨還原法，配合超聲波振動能有效地提高氧化石墨層間距，層間距較大的氧化石墨不僅有利于其他分子、原子等插入層間形成氧化石墨插層復合材料，而且易于被剝離成單層氧化石墨，為進一步制備單層石墨烯打下基礎。超聲分散原理超聲波石墨烯分散是利用超聲波的空化作用來分散團聚的顆粒。它是將所需處理的顆粒懸浮液（液態(tài)）放入*聲場中，用適當?shù)某曊穹右蕴幚?。在空化效應，高溫，高壓，微射流，強振動等附加效應下，分子間的距離會不斷增加，終導致分子破碎，形成單分子結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品尤其對于分散納米材料（如碳納米管、石墨烯、二氧化硅等）有良好效果。自然界中存在大量的石墨材料，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。單層石墨被稱為石墨烯，在自由狀態(tài)下不存在該物質(zhì)，都以多層石墨烯層疊的石墨片的形式存在。由于石墨片的層間作用力較弱，可以通過外力進行層層剝離，從而獲得只有一個碳原子厚度的單層石墨烯。
常用的分散方法1.微機械剝離法用膠帶直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來，不斷重復這個過程。使用一種材料與膨化或引入缺陷的熱解石墨進行摩擦，體相石墨的表面會產(chǎn)生絮片狀的晶體，絮片狀晶體中含有單層石墨烯。缺點：石墨烯產(chǎn)量低，面積小，難以控制尺寸，效率低，不能大規(guī)模制備。2.化學氣相沉積法將一種或多種含碳的氣態(tài)物質(zhì)（通常為低碳的有機物氣體）通入到真空反應器中，通過高溫使含碳的氣體分解碳化（通常為低碳的有機物氣體），在基底表面生長出一種碳單質(zhì)的過程。缺點：石墨烯的六角蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)，無法*石墨化，品質(zhì)不如微機剝離法的好，高昂的成本及苛刻的設備要求都限制了其規(guī)模化制備石墨烯，還需要加入催化劑降低了石墨烯純度。3.晶體外延取向生長法一種是通過加熱單晶 6h-sic 脫除 si，從而在 sic 晶體表面外延生長石墨烯。石墨烯和 si 層接觸，這種石墨烯的導電性受到基底影響；另一種是利用金屬單晶中的微量碳成分，通過在超高真空下高溫退火，金屬內(nèi)碳元素在金屬單晶表面析出石墨烯。缺點：石墨烯薄膜厚度不均勻，難以控制，生成的石墨烯緊緊地黏貼在基底上難以剝離，會影響石墨烯的特性。同時需在超真空及高溫條件下生長，條件極為苛刻，設備要求高，無法實現(xiàn)大規(guī)模、可控制備石墨烯。4.氧化石墨還原法氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法：brodie法，staudenmaier法和hummers法，其中hummers法石墨烯分散需加入超聲波輔助。特點：hummers法石墨烯分散：方法簡單，耗時較短，處理量大，安全無污染，是目前常用的一種。5.超聲輔助法超聲波石墨烯分散系統(tǒng)采用超聲波輔助hummers法制備氧化石墨烯，是以液體為媒介，在液體中加入高頻率超聲波振動。由于超聲是機械波，不被分子吸收，在傳播過程中引起分子的振動運動?？栈?，即高溫、高壓、微射流、強烈振動等附加效應下分子間的距離因振動增加其平均距離，終導致分子破碎。能更有效地提高氧化石墨層間距，且隨著超聲波功率的提高，所得到的氧化石墨的層間距呈擴大趨勢。超聲波瞬間釋放的壓力破壞了石墨烯層與層之間的范德華力，使得石墨烯更加不容易團聚在一起。層間距較大的氧化石墨不僅有利于其他分子、原子等插入層間形成氧化石墨插層復合材料，而且易于被剝離成單層氧化石墨，為進一步制備單層石墨烯打下基礎。
超聲波分散設備可用于石墨烯，油墨涂料等分散，均質(zhì)化處理；石油乳化；中藥萃取加工；細胞，壓載水破碎，消毒處理；化工原料加速反應等方面。