El secador de pulverización de alta temperatura de Grafeno experimental es un equipo clave en la preparación del polvo de grafeno, y su ajuste preciso de la temperatura y los parámetros de atomización afecta directamente la distribución del tamaño de las partículas, la superficie específica, la pureza y la dispersión del producto. Como Nanomaterial bidimensional, el Grafeno tiene las características de una alta superficie específica y una fuerte tendencia a la aglomeración, lo que requiere un campo de temperatura estricto y un Estado de atomización durante el proceso de secado. A continuación, se explican en detalle las habilidades de ajuste de los parámetros centrales en combinación con el principio de funcionamiento del equipo y la práctica experimental.
Ajuste de los parámetros de temperatura: equilibrar la eficiencia del secado y la estabilidad del material
El núcleo de la regulación de la temperatura es coordinar la temperatura de entrada y salida de aire, que no sólo debe garantizar la rápida evaporación del disolvente en el tamaño, sino también evitar la oxidación o el daño estructural del Grafeno a altas temperaturas. La temperatura de entrada de aire es la principal fuente de calor del proceso de secado, que debe ajustarse con flexibilidad de acuerdo con el contenido sólido y el tipo de disolvente de la pulpa de grafeno. Para los lodos a base de agua, la temperatura de entrada de aire generalmente se controla en 200 - 280 grados celsius; Si se trata de disolventes orgánicos (como etanol y cetona), debido al punto de ebullición más bajo, se puede reducir a 160 - 220 grados celsius, mientras que se debe hacer un buen trabajo de ventilación a prueba de explosiones. Hay que tener en cuenta que la temperatura de entrada de aire no debe ser demasiado alta, cuando supera los 300 grados celsius, el borde del Grafeno es propenso a la oxidación, lo que resulta en un aumento de los grupos funcionales de oxígeno del producto y una disminución de la conductividad eléctrica.
La temperatura de salida de aire es un indicador clave para reflejar el efecto de secado, que está directamente relacionado con el contenido de agua del producto y el Estado del polvo. En términos generales, la temperatura de salida de aire debe controlarse en 80 - 120 ° c. si la temperatura es demasiado baja y el tamaño no está completamente seco, habrá aglomeraciones de polvo y paredes pegajosas; Si la temperatura es demasiado alta, puede causar un secado excesivo del polvo y provocar una mayor aglomeración. Al ajustar, debe seguir el principio de "rango fijo de entrada de aire, ajuste fino de la salida de aire": primero establezca el valor de referencia de la temperatura de entrada de aire, y luego controle indirectamente la temperatura de salida de aire ajustando la velocidad de alimentación para garantizar que la fluctuación de la temperatura de salida de aire no supere los ± 5 ° C para garantizar la consistencia del producto.
Ajuste de los parámetros de atomización: control del tamaño de las partículas y propiedades de dispersión
Los parámetros de atomización determinan el tamaño y la uniformidad de las gotas de pulpa, lo que a su vez afecta la distribución del tamaño de las partículas del polvo de tinta de piedra después del secado. Los métodos de atomización comúnmente utilizados en equipos experimentales incluyen atomización a presión y atomización centrífuga, y su lógica de ajuste de parámetros tiene su propio enfoque.
Los parámetros centrales de la atomización a presión son la presión de atomización y el flujo de alimentación. Cuanto mayor sea la presión de atomización, menor será el tamaño de las gotas, pero una presión demasiado alta (más de 0,5 mpa) puede conducir fácilmente a una dispersión excesiva de las gotas y aumentar el riesgo de aglomeración; Si la presión es demasiado baja, las gotas de niebla son demasiado grandes y el secado no es bueno. El flujo de alimentación debe coincidir con la presión, el flujo demasiado grande se puede combinar fácilmente en gotas de niebla, y el flujo demasiado pequeño reducirá la eficiencia del equipo. Se recomienda establecer la presión de atomización en 0,2 - 0,4 MPA y controlar el flujo de alimentación en 5 - 15 ml / min al ajustar inicialmente, y luego ajustar finamente de acuerdo con el Estado de las gotas (ver a través de la ventana de observación) para garantizar que las gotas estén en forma de niebla uniforme y no caigan gotas.
La atomización centrífuga se basa en la velocidad del disco de atomización, cuanto mayor sea la velocidad, mayor será la fuerza centrífuga y más finas serán las gotas. Para el tamaño del grafeno, la velocidad generalmente se establece en 15000 - 25000 R / min. si la viscosidad del tamaño es alta, la velocidad se puede aumentar adecuadamente; Si el contenido de sólidos es alto, es necesario reducir la velocidad de rotación para evitar la aglomeración causada por gotas demasiado finas. Al mismo tiempo, es necesario garantizar una alimentación uniforme y evitar el tamaño desigual de las gotas debido a las fluctuaciones de flujo.
Precauciones clave
Ajuste de vinculación: la temperatura y los parámetros de atomización interactúan entre sí, por ejemplo, al aumentar la temperatura de entrada de aire, se puede aumentar adecuadamente el flujo de alimentación o reducir la presión de atomización para evitar el secado excesivo del polvo;
Calibración preexperimental: cada vez que se cambia la fórmula del tamaño (como el contenido sólido y la viscosidad), se necesita realizar un pequeño lote de preexperición, y el rango de parámetros se determina antes de la preparación a gran escala;
Mantenimiento del equipo: limpiar regularmente la boquilla de atomización o el disco de atomización para evitar el bloqueo residual de la pulpa y afectar el efecto de atomización; La cavidad seca debe mantenerse limpia para reducir el impacto de las impurezas en la pureza del grafeno.
Al optimizar con precisión las habilidades de ajuste de la temperatura de control y los parámetros de atomización combinados con las características del material de grafeno, se puede mejorar efectivamente la eficiencia de preparación del secador de pulverización experimental, obtener polvo de Grafeno con tamaño de partícula uniforme, buena dispersión y rendimiento estable, y sentar las bases para la investigación experimental posterior o la Aplicación industrial.