Qrafenin ultrasəs dispersiyası
Qrafeni kompozitlərin tərkibinə daxil etmək üçün qrafeni bütün kompozisiya boyunca bərabər şəkildə vahid nano təbəqələrə səpmək və ya aşındırmaq vacibdir. Qrafen nə qədər hərtərəfli deaqlomerasiya olunarsa, onun qeyri-adi material xüsusiyyətlərindən bir o qədər yaxşı istifadə etmək olar. Ultrasonik dispersiya hətta yüksək konsentrasiyalarda və özlülüklərdə də üstün hissəcik paylanması və dispersiya sabitliyi təklif edir. Bu üsul adi qarışdırma üsullarını çox üstələyən əla dispersiya keyfiyyətini təmin edir.
Qrafenin ultrasəs dispersiyası
Kompozitləri qrafenin üstün xüsusiyyətləri ilə, məsələn, onun gücü ilə aşılamaq üçün, qrafen bir matrisə bərabər şəkildə dağılmalı və ya substratın üzərinə nazik film örtük kimi tətbiq edilməlidir. Yaranan material xassələrinə təsir edən əsas amillərə yığılma, çökmə və matris daxilində dispersiya və ya substratda hissəciklərin paylanması daxildir.
Qrafenin hidrofobik təbiətinə görə, səthi aktiv maddələr və ya dispersantlar olmadan sabit və yüksək konsentrasiyalı dispersiya yaratmaq çətindir. Van der Waals qüvvələrini aradan qaldırmaq üçün ultrasəs kavitasiyası ilə effektiv şəkildə yaradıla bilən güclü kəsmə qüvvələri tələb olunur. Bu üsul sabit dispersiyaların hazırlanması üçün ən mürəkkəbdir.
Qrafenin yüksək ötürücülü dispersiyası üçün sənaye sonikatorları.
[/bir üçüncü_son]
Qrafenin aşındırılması və yayılması üçün Hielscher sənaye zond tipli sonikatorlar haqqında daha ətraflı məlumat və texniki təfərrüatları burada tapa bilərsiniz:
- UIP1000hdT (1000 vatt güclü ultrasəs)
- UIP2000hdT (2000 vatt güclü ultrasəs)
- UIP4000hdT (4000 vatt güclü ultrasəs)
- UIP6000hdT (6000 vatt güclü ultrasəs)
- UIP16000hdT (16,000 vatt güclü ultrasəs)
Bütün Hielscher sonikatorları bütün vacib proses parametrləri üzərində dəqiq nəzarət etməyə imkan verir, ultrasəs dispersiya texnologiyası qrafenin kimyəvi və kristal strukturlarının zədələnməsinin qarşısını alır. – təmiz, qüsursuz qrafen lopaları ilə nəticələnir.
Hielscher güclü ultrasəs cihazları böyük həcmdə qrafen və qrafiti emal etməyə qadirdir, məsələn, maye fazalı aşındırma və qrafen dispersiyası üçün. Proses parametrləri üzərində dəqiq nəzarət ultrasəs proseslərini tezgahdan tam kommersiya istehsalına qədər qüsursuz miqyasda genişləndirməyə imkan verir.
Ultrasonik olaraq aşındırılmış bir neçə qatlı qrafen təqribən. 3-4 qat və təqribən. 1μm ölçüsü ən azı 63 mq/mL konsentrasiyalarda (yenidən) səpələnə bilər.
(b) X3000 və (c) X8000-də qrafen nanoplateletlərin SEM şəkilləri
(Tədqiqat və şəkillər: ©Əlizadə və başqaları, 2018)
- yüksək keyfiyyətli qrafen
- yüksək məhsuldarlıq / yüksək məhsuldarlıq
- vahid dispersiya
- yüksək konsentrasiya
- yüksək özlülüklər
- sürətli proses
- aşağı qiymət
- Yüksək Səmərəli
- ekoloji cəhətdən təmiz
Qrafen dispersiyaları üçün 7 kVt ultrasəs reaktoru
Ultrasonik Homogenizatorlar və Qrafen üçün Disperser
Hielscher Ultrasonics, toplu qatlı qrafen və qrafiti mono, iki və bir neçə qatlı qrafenə aşındırmaq və dağıtmaq üçün yüksək güclü ultrasəs sistemləri təqdim edir. Onların etibarlı ultrasəs prosessorları və qabaqcıl reaktorları xüsusi proses məqsədlərinə nail olmaq üçün lazımi gücü və dəqiq nəzarəti təmin edir.
Prosesin ən vacib parametrlərindən biri ultrasəs buynuzunda vibrasiya yerdəyişməsi olan ultrasəs amplitudasıdır. Hielscher sənaye ultrasəs cihazları 200µm-ə qədər davamlı əməliyyatla çox yüksək amplitüdlər çatdırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Daha yüksək amplitüdlər üçün fərdiləşdirilmiş ultrasəs zondları mövcuddur. Bütün Hielscher sonicatorlarının proses parametrləri tələb olunan proses şərtlərinə dəqiq şəkildə uyğunlaşdırıla bilər və yüksək etibarlılıq, ardıcıl keyfiyyət və təkrarlana bilən nəticələri təmin edən daxili proqram təminatı vasitəsilə izlənilə bilər. Hielscher sonikatorlarının möhkəm dizaynı tələbkar mühitlərdə 24/7 işləmək üçün qurulmuşdur və sonikasiyanı mono və bir neçə qatlı qrafen nano vərəqlərinin geniş miqyaslı istehsalı üçün üstünlük təşkil edən texnologiyaya çevirir.
Hielscher, müxtəlif ölçülü və həndəsi sonotrodlar və reaktorlar da daxil olmaqla, geniş ultrasəs cihazı və aksesuarları təklif edir. Bu, ən yüksək keyfiyyətə nail olmaq üçün reagentlər, həcmə görə ultrasəs enerji girişi, təzyiq, temperatur və axın sürəti kimi optimal reaksiya şəraiti və amillərinin seçilməsinə imkan verir. Onların ultrasəs reaktorları bir neçə yüz barqa qədər təzyiqə məruz qala bilər ki, bu da yüksək özlü pastaların (250.000 sentipoise qədər) sonikasiyasını mümkün edir.
Bu imkanlar ultrasəs delaminasiya, aşındırma və dispersiyanı ənənəvi üyütmə və frezeleme üsullarından üstün edir.
Hielscher sonicators bazarda ən mürəkkəb ultrasəs homogenizers var. Hielscher sonicatorları ilə gələn çoxsaylı üstünlüklərdən yararlanın!
UP100H sonikatorundan istifadə edərək qrafen nanoplateletlərinin ultrasəs sintezinin qrafik vizuallaşdırılması
(Tədqiqat və qrafika: Ghanem və Rehim, 2018)
Qrafen üçün Hielscher Sonicators:
- yüksək güclü ultrasəs
- yüksək kəsmə qüvvələri
- tətbiq olunan yüksək təzyiqlər
- dəqiq nəzarət
- sorunsuz miqyaslılıq (xətti)
- toplu və axın
- təkrarlana bilən nəticələr
- etibarlılıq
- möhkəmlik
- yüksək enerji səmərəliliyi
Bilməyə Dəyər Faktlar
Grafen nədir?
Qrafen bir atom qalınlığında karbon təbəqəsidir və onu qrafenin tək qatlı və ya 2D strukturu kimi təsvir etmək olar (bir qatlı qrafen = SLG). Qrafen qeyri-adi dərəcədə böyük xüsusi səth sahəsinə və üstün mexaniki xassələrə malikdir (Young modulu 1 TPa və daxili gücü 130 GPa), böyük elektron və istilik keçiriciliyi, yük daşıyıcısının hərəkətliliyi, şəffaflıq təklif edir və qazları keçirməzdir. Bu material xüsusiyyətlərinə görə, qrafen kompozitlərə möhkəmliyini, keçiriciliyini və s. vermək üçün gücləndirici əlavə kimi istifadə olunur. Qrafenin xüsusiyyətlərini digər materiallarla birləşdirmək üçün qrafen birləşməyə səpələnməli və ya nazik təbəqə örtüyü kimi tətbiq edilməlidir. bir substrat üzərinə.
Qrafen nano vərəqlərini dağıtmaq üçün tez-tez maye faza kimi istifadə edilən ümumi həlledicilərə dimetil sulfoksid (DMSO), N, N-dimetilformamid (DMF), N-metil-2-pirolidon (NMP), tetrametilürea (TMU, tetrahidrofuran (THF) daxildir. , propilen karbonataseton (PC), etanol və formamid.
Qrafen suda dağıla bilərmi?
Bəli, qrafen aqreqasiyanın qarşısını almaq və dispersiya sabitliyini qorumaq üçün səthi aktiv maddələr, polimerlər və ya digər stabilləşdirici maddələrdən istifadə edərək suda səpələnə bilər. Zond tipli sonikatorlar kimi etibarlı dispersiya avadanlığı, həmçinin aqlomeratları parçalamaq və qrafen hissəciklərinin ölçüsünü azaltmaq üçün ultrasəs enerjisindən istifadə edərək, maye mühitdə daha vahid və sabit dispersiyanı təşviq etməklə qrafenin dispersiyasında mühüm rol oynayır.
Qrafen oksidi suda həll oluna bilərmi?
Bəli, qrafen oksidi oksigen tərkibli funksional qruplarına görə suda həll oluna bilər ki, bu da onun hidrofilliyini artırır və sabit sulu dispersiyaların əmələ gəlməsinə imkan verir.
Qrafeni dağıtmaq üçün ən yaxşı həlledici nədir?
Qrafeni dağıtmaq üçün ən yaxşı həlledici N-metil-2-pirolidondur (NMP) yüksək polaritesi və qrafen təbəqələrini sabitləşdirmək qabiliyyətinə görə vahid və sabit dispersiyaya səbəb olur.
Niyə qrafen suda həll olunmur?
Qrafen suda həll olunmur, çünki onun su molekulları ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilən funksional qrupları yoxdur, bu da onu hidrofobik edir və qrafen təbəqələri arasında güclü van der Waals qüvvələri səbəbindən birləşməyə meyllidir.
Niyə qrafen kompozitlərdə istifadə olunur?
Qrafen bir atom qalınlığında ən nazikdir, çəkisi təqribəndir. 1 m-ə 0,77 mq2 ən yüngül və 150.000.000 psi (poladdan 100-300 dəfə güclü) dartılma sərtliyi və 130.000.000.000 Paskal dartılma gücü ilə məlum olan ən güclü materialdır.
Bundan əlavə, qrafen ən yaxşı istilik keçiricisidir (otaq temperaturunda (4,84±0,44) × 10 ilə).3 (5,30±0,48) × 10-a qədər3 W·m-11·K-1) və ən yaxşı elektrik keçiricisi (elektron hərəkətliliyi 15000 sm-dən yüksəkdir2·V-1·s-1).
Qrafenin digər mühüm xüsusiyyətləri ağ işığın πα≈2,3% -də işığın udulması ilə optik xüsusiyyəti və şəffaf görünüşüdür.
Qrafeni matrislərə daxil etməklə, bu görkəmli material xüsusiyyətləri unikal funksionallıqlar təklif edən nəticədə kompozitə köçürülə bilər. Belə qrafenlə gücləndirilmiş kompozitlər materialın inkişafı və sənaye tətbiqləri üçün yeni imkanlar təklif edir. Xüsusiyyətlərinə görə qrafen və qrafen-kompozitlər artıq yüksək performanslı batareyaların, superkapasitorların, keçirici mürəkkəblərin, örtüklərin, fotovoltaik sistemlərin və elektron cihazların istehsalında geniş yayılmışdır.
Hielscher sonicatorları qrafen nano vərəqlərini kompozit matrislərə bərabər paylamaq üçün van der Waals qüvvələrinin öhdəsindən gəlmək üçün tələb olunan yüksək kəsmə qüvvələrini çatdırır. UIP2000hdT və ya UIP16000 kimi ultrasəs disperserləri qrafen və qrafen oksidi ilə gücləndirilmiş nanokompozitlər istehsal etmək üçün istifadə olunur.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Graphene Coated Alumina Nanofibres as Zirconia Reinforcement. 9th International DAAAM Baltic Conference of industrial Engineering 24-26 April 2014, Tallinn, Estonia.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
- Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.