Qrafen oksidi – Ultrasonik peeling və dispersiya
Ultrasonik aşındırma qrafit oksidini nazik, tək və ya bir neçə qatlı qrafen təbəqələrə parçalayaraq qrafen oksidi istehsal etmək üçün geniş istifadə olunan bir texnikadır. Hielscher sonicatorları enerjili ultrasəs dalğalarının maye mühitdə yüksək enerjili mikro qabarcıqlar yaratdığı sıx akustik kavitasiya yaradır. Bu çökən baloncuklar qrafit oksidi təbəqələrini ayıran kəsici qüvvələr yaradır və onları effektiv şəkildə qrafen oksidi nano vərəqlərinə aşındırır. Qrafen oksidi əsaslı tətbiqinizi növbəti səviyyəyə çatdırmaq üçün yüksək performanslı ultrasəs texnikasından yararlanın!
Qrafen oksidin ultrasəs aşındırılması
Qrafen oksidi suda həll olunur, amfifildir, toksik deyil, bioloji parçalana bilir və sabit kolloidlərə asanlıqla dağılır. Ultrasonik aşındırma və dispersiya sənaye miqyasında qrafen oksidini sintez etmək, dağıtmaq və funksionallaşdırmaq üçün çox səmərəli, sürətli və sərfəli üsuldur. Aşağı axın emalında ultrasəs dispersatorları yüksək performanslı qrafen oksid-polimer kompozitləri istehsal edir.
Ultrasonik peelingin üstünlükləri
Ultrasonik aşındırma sadəlik, miqyaslılıq və ətraf mühitə uyğunluq da daxil olmaqla bir sıra üstünlüklər təklif edir, çünki adətən sərt kimyəvi maddələr və ya mürəkkəb emal tələb etmir. Bundan əlavə, o, müxtəlif tətbiqlərdə xassələrini tənzimləmək üçün vacib olan qrafen oksidi nano vərəqlərinin ölçüsü və qalınlığına dəqiq nəzarət etməyə imkan verir.
Sənaye sonikatoru UIP16000hdT yüksək məhsuldarlıqda qrafen oksidinin aşındırılması üçün
Protokol: Qrafen Oksidin Ultrasonik Peelingi
Qrafen oksidin (GO) nano vərəqlərinin ölçüsünə nəzarət etmək üçün aşındırma üsulu əsas amil rolunu oynayır. Dəqiq idarə olunan proses parametrlərinə görə, ultrasəs aşındırma yüksək keyfiyyətli qrafen və qrafen oksidinin istehsalı üçün ən çox istifadə edilən delaminasiya üsuludur.
Qrafen oksidinin qrafit oksidindən ultrasəslə aşındırılması üçün müxtəlif protokollar mövcuddur. Aşağıda ultrasəs qrafen oksidinin aşındırılması üçün nümunəvi protokol tapın:
Qrafit oksid tozu pH dəyəri 10 olan sulu KOH-da qarışdırılır. Eksfoliasiya və sonrakı dispersiya üçün UP200St (200W) zond tipli ultrasəs cihazı istifadə olunur. Bundan sonra K+ ionları qocalma prosesini stimullaşdırmaq üçün qrafen bazal müstəvisinə yapışdırılır. Yaşlanma fırlanan buxarlanma (2 saat) altında əldə edilir. Həddindən artıq K+ ionlarını çıxarmaq üçün toz müxtəlif dəfə yuyulur və sentrifuqa edilir.
Alınan qarışıq sentrifuqa edilir və dondurularaq qurudulur, beləliklə dağılan qrafen oksid tozu çökür.
Keçirici qrafen oksid pastasının hazırlanması: Qrafen oksidi tozu keçirici pasta istehsal etmək üçün sonikasiya altında dimetilformamiddə (DMF) səpələnə bilər. (Han et al.2014)
Ultrasonik qrafen oksidin aşındırılması mexanizmi
(Şəkil: Potts et al. 2011)
Qrafen Oksidin Ultrasəs Funksionalizasiyası
Sonikasiya qrafen oksidi (GO) polimerlərə və kompozitlərə daxil etmək üçün uğurla istifadə olunur.
Nümunələr:
- qrafen oksidi-TiO2 mikrosfer kompoziti
- polistirol-maqnetit-qrafen oksidi kompozit (əsas-qabıq strukturlu)
- polistirol azaldılmış qrafen oksidi kompozitləri
- polianilin nanoliflə örtülmüş polistirol/qrafen oksid (PANI-PS/GO) əsas qabıq kompoziti
- polistirol-interkalasiya edilmiş qrafen oksidi
- p-fenilendiamin-4vinilbenzen-polistirol dəyişdirilmiş qrafen oksidi
Ultrasonikator UP400St qrafen nanoplatelet dispersiyalarının hazırlanması üçün
Ultrasonik aşındırma ilə istehsal olunan qrafen oksidin tətbiqləri
Ultrasonik aşındırma yolu ilə istehsal olunan qrafen oksidi müxtəlif sahələrdə geniş tətbiqlərə malikdir. Elektronikada, çevik keçirici filmlərdə və sensorlarda istifadə olunur; enerji saxlamada o, batareyaların və superkondensatorların işini artırır. Qrafen oksidin antibakterial xüsusiyyətləri onu biotibbi tətbiqlərdə dəyərli edir, yüksək səth sahəsi və funksional qrupları isə kataliz və ətraf mühitin bərpasında üstünlük təşkil edir. Ümumiyyətlə, ultrasəs aşındırma qabaqcıl texnologiyalarda istifadə üçün yüksək keyfiyyətli qrafen oksidin səmərəli istehsalını asanlaşdırır.
Qrafen və Qrafen Oksidi Emalı üçün Sonicatorlar
Hielscher Ultrasonics qrafen və qrafen oksidi aşındırmaq, dağıtmaq və emal etmək üçün yüksək güclü ultrasəs sistemləri təklif edir. Etibarlı ultrasəs prosessorları və mürəkkəb reaktorlar ultrasəs proseslərini istənilən məqsədlərə uyğunlaşdırmağa imkan verən dəqiq nəzarəti təmin edir.
Mühüm parametrlərdən biri ultrasəs zondunun vibrasiya genişlənməsini və daralmasını təyin edən ultrasəs amplitüdüdür. Hielscher sənaye ultrasəs aparatları 200µm-ə qədər yüksək amplitüdlər təqdim edir, davamlı olaraq 24/7 əməliyyatda işləyir. Daha yüksək amplitüdlər üçün fərdiləşdirilmiş ultrasəs zondları mövcuddur. Bütün prosessorlar etibarlılığı, ardıcıl keyfiyyəti və təkrarlana bilən nəticələri təmin etməklə, proses şərtlərinə dəqiq şəkildə uyğunlaşdırıla və quraşdırılmış proqram təminatı vasitəsilə izlənilə bilər.
Hielscher sonikatorları möhkəmdir və ağır iş şəraitində davamlı olaraq işləyə bilir, bu da sonikasiyanı geniş miqyaslı qrafen, qrafen oksidi və qrafit materialının hazırlanması üçün üstünlük verilən istehsal texnologiyasına çevirir.
Müxtəlif ölçülərə və həndəsələrə malik sonotrodlar və reaktorlar da daxil olmaqla ultrasəs cihazları və aksesuarlarının geniş çeşidi ən yüksək keyfiyyətə nail olmaq üçün reagentlər, ultrasəs enerji girişi, təzyiq, temperatur və axın sürəti kimi optimal reaksiya şəraiti və amillərini seçməyə imkan verir. . Hielscher-in ultrasəs reaktorları hətta 250.000 sentipoise-dən çox özlülükləri olan yüksək viskoz pastaların sonikasiyasına imkan verən bir neçə yüz barg-a qədər təzyiq edə bilər.
Ultrasonik delaminasiya və aşındırma bu amillərə görə ənənəvi üsullardan üstündür.
- yüksək güc
- yüksək kəsmə qüvvələri
- tətbiq olunan yüksək təzyiqlər
- dəqiq nəzarət
- sorunsuz miqyaslılıq (xətti)
- toplu və davamlı
- təkrarlana bilən nəticələr
- etibarlılıq
- möhkəmlik
- yüksək enerji səmərəliliyi
Qrafen oksidinin aşındırılması üçün ultrasəs sistemi
Ultrasəs qrafenin sintezi, dispersiyası və funksionallaşdırılması haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bura klikləyin:
- Qrafen istehsalı
- Qrafen nanoplateletləri
- Su əsaslı qrafen peelingi
- Suda dağılan qrafen
- Qrafen oksidi
- xenes
Bilməyə Dəyər Faktlar
Ultrasəs və kavitasiya: Sonication istifadə edərək qrafit qrafen oksidə necə aşındırılır?
Qrafit oksidin (GrO) ultrasəs aşındırılması akustik kavitasiyanın yaratdığı yüksək kəsmə qüvvəsinə əsaslanır. Akustik kavitasiya, güclü ultrasəs dalğalarının bir mayedə birləşməsi nəticəsində yaranan alternativ yüksək təzyiq / aşağı təzyiq dövrləri səbəbindən yaranır. Aşağı təzyiq dövrləri zamanı çox kiçik boşluqlar və ya vakuum qabarcıqları meydana gəlir ki, bunlar alternativ aşağı təzyiq dövrləri boyunca böyüyür. Vakuum qabarcıqları daha çox enerji qəbul edə bilməyəcək ölçüyə çatdıqda, yüksək təzyiq dövrü zamanı şiddətlə çökürlər. Bubble partlaması kavitasiya kəsmə qüvvələri və gərginlik dalğaları, 6000K-ə qədər həddindən artıq temperatur, 10-dan yuxarı həddindən artıq soyutma dərəcələri ilə nəticələnir.10K/s, 2000atm-ə qədər çox yüksək təzyiqlər, həddindən artıq təzyiq fərqləri, eləcə də 1000km/saat (~280m/s) sürətə malik maye reaktivləri.
Bu güclü qüvvələr bir və ya bir neçə qatlı qrafen oksidi və təmiz qrafen nano vərəqlərinə ayrılan qrafit yığınlarına təsir göstərir.
Qrafen oksidi nədir?
Qrafen oksidi (GO) aşındırıcı qrafit oksidi (GrO) ilə sintez olunur. Qrafit oksidi interkalasiya olunmuş oksigenlərlə milyonlarla qrafen təbəqəsindən ibarət 3D material olsa da, qrafen oksidi hər iki tərəfdən oksigenlə zəngin olan mono və ya bir neçə qatlı qrafendir.
Qrafen oksidi və qrafen bir-birindən aşağıdakı xüsusiyyətlərə görə fərqlənir: qrafen oksidi qütblü, qrafen isə qeyri-qütblüdür. Qrafen oksidi hidrofilik, qrafen isə hidrofobikdir.
Bu o deməkdir ki, qrafen oksid suda həll olunur, amfifildir, toksik deyil, bioloji parçalanır və sabit kolloid süspansiyonlar əmələ gətirir. Qrafen oksidinin səthində kationlar və anionlarla qarşılıqlı əlaqədə olan epoksi, hidroksil və karboksil qrupları var. Unikal üzvi-qeyri-üzvi hibrid quruluşu və müstəsna xassələri sayəsində GO-polimer kompozitləri müxtəlif sənaye tətbiqləri üçün yüksək potensial təklif edir. (Tolasz et al. 2014)
Azaldılmış Qrafen Oksidi nədir?
Azaldılmış qrafen oksidi (rGO) qrafen oksidin ultrasəs, kimyəvi və ya termal azaldılması ilə istehsal olunur. Azaldılma mərhələsi zamanı qrafen oksidinin əksər oksigen funksiyaları silinir ki, nəticədə azalmış qrafen oksidi (rGO) təmiz qrafenlə çox oxşar xüsusiyyətlərə malikdir. Bununla belə, azaldılmış qrafen oksidi (rGO) qüsursuz deyil və saf qrafen kimi təmizdir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Gouvea R.A., Konrath Jr L.G., Cava S., Carreno N.L.V., Goncalves M.R.F. (2011): Synthesis of nanometric graphene oxide and its effects when added in MgAl2O4 ceramic. 10th SPBMat Brazil.
- Kamisan A.I., Zainuddin L.W., Kamisan A.S., Kudin T.I.T., Hassan O.H., Abdul Halim N., Yahya M.Z.A. (2016): Ultrasonic Assisted Synthesis of Reduced Graphene Oxide in Glucose Solution. Key Engineering Materials Vol. 708, 2016. 25-29.
- Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
- Štengl, V. (2012): Preparation of Graphene by Using an Intense Cavitation Field in a Pressurized Ultrasonic Reactor. Chemistry – A European Journal 18(44), 2012. 14047-14054.
- Tolasz J., Štengl V., Ecorchard P. (2014): The Preparation of Composite Material of Graphene Oxide–Polystyrene. 3rd International Conference on Environment, Chemistry and Biology IPCBEE vol.78, 2014.
- Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Graphene-based polymer nanocomposites. Polymer Vol. 52, Issue 1, 2011. 5–25.